GÉP: Olyan eszköz, ami megkönnyíti az ember munkáját. Az EGYSZERŰ GÉPEK olyan eszközök, melyek: megváltoztatják az erő irányát megsokszorozzák az általunk.

Az előadások a következő témára: "GÉP: Olyan eszköz, ami megkönnyíti az ember munkáját. Az EGYSZERŰ GÉPEK olyan eszközök, melyek: megváltoztatják az erő irányát megsokszorozzák az általunk."— Előadás másolata:

1 GÉP: Olyan eszköz, ami megkönnyíti az ember munkáját. Az EGYSZERŰ GÉPEK olyan eszközök, melyek: megváltoztatják az erő irányát megsokszorozzák az általunk kifejtett erőt. Az egyszerű gépek fajtái: emelő típusú egyszerű gépek lejtő típusú egyszerű gépek Egyszerű gépek segítségével csak erőt takaríthatunk meg, munkát nem! Amit kisebb erővel végzünk el, azt hosszabb úton kell végrehajtani!

2 A BOT a legegyszerűbb gép, amely a mi erőnket, izmaink munkavégző képességét közvetíti a szekrény alá, a fa tetejére. A bot átviszi az erőt az egyik helyről a másikra. A rúd segítségével az erő támadáspontját vihetem el vele oda, ahol munkát akarok végezni - emelő az erő nagyságát is megsokszorozhatom vele, ha mint emelőt használom az erő irányát is megváltoztathatjuk ha a rudat lejtőként használjuk Ha a hordót 1 méter magasra akarjuk emelni a 3 méter hosszú lejtőn, akkor 3-szor kisebb erőt kell kifejtenünk, mint a hordó súlya

3 1. EMELŐ 1.EGYOLDALÚ EMELŐ a teher és az emelő erő az emelő ugyanazon oldalán van. 2.KÉTOLDALÚ EMELŐ a teher és az emelő erő két különböző oldalon van. Olló, mérleg, gázpedál, emberi kar és a feszítőrúd Az erő támadáspontjától és a kar(ok) hosszától függően különböző nagyságú erőkifejtést tesznek lehetővé. G*k 1 =F*k 2

4 Az erő támadáspontjától és a kar(ok) hosszától függően különböző nagyságú erőkifejtést tesznek lehetővé.

5 ÁLLÓ CSIGA - Kétkarú emelő 2. CSIGA Peremes korong, peremén kialakított vájatba helyezhető, kötélből összeállított egyszerű gép. Segítségével megváltozik a kötélre kifejtett erő iránya, vagy nagysága és így a kötél lefelé húzásával nehéz tárgyak is felemelhetők. F1 és F2 erő forgatónyomatékának egyenlőnek kell lennie, ezért a teher és húzóerő nagysága megegyezik. A felemeléshez szükséges erő irányát fordíthatjuk meg, de erőcsökkentést nem lehet vele elérni. A kötél mindig a teherhez viszi a munkás erejét. A kötél a teherhez közvetíti a munkás erejének támadáspontját. A munkás lefelé húzza a kötelet, a vödör vagy másféle teher pedig felfelé emelkedik. Az állócsiga tengelye rögzített. G=F F1 = F2G× r = F× r

6 MOZGÓ CSIGA - egykarú emelő A mozgócsiga olyan egykarú emelő, amelynek a forgástengelye csiga és a kötél O érintkezési pontja. A csiga tengelye nincs rögzítve. A mozgócsigát az erő nagyságának csökkentésére lehet használni. Egyenletes emelésnél az O pontra felírt forgatónyomatékok összege nulla. Innen az erők kapcsolata: F 1 = F 2 /2

7 A csigasor álló- és mozgócsigákból összeállított gép. Itt sokkal kisebb erőt kell kifejteni, mint a test súlya, a csigák számától függ. Az erő irányát és nagyságát is lehet változtatni. EGYSZERŰ CSIGASOR erő Ha n db álló és n db mozgó csiga van, akkor az erő : F<G F = G/2n

8 Általános esetben n db mozgó csiga alkalmazása esetén az erő: ARKHIMÉDESZI CSIGASOR F = G/2 n Minden újabb mozgócsiga beiktatása felezi az erőt. 10 mozgócsiga alkalmazásával 1 tonna tömegű terhet kevesebb, mint 1 kg tömeggel egyensúlyban tudunk tartani. Ezzel a fajta csigasorral Arkhimédész egy teljes felszereléssel és katonákkal teli hadihajót egymaga elvontatott. Arkhimédész - ( Szirakuza i.e 287.- i.e. 212. ) Görög matematikus, természettudós, mérnök, fizikus, csillagász és filozófus. Arkhimédészi csavar – vízemelő szerkezet

9 3. HENGERKERÉK - kétoldalú egyszerű gép Egy közös tengelyre szerelt r sugarú hengerből és egy R sugarú kerékből áll. Két közös tengelyű, különböző sugarú csiga. A kötéltartó henger átmérője jóval kisebb mint az ahhoz tengellyel kapcsolódó kerék. Így kisebb erővel (de persze hosszabb úton) húzható fel a vödör víz a kútból. Ha a nagy kerék átmérője 10-szer akkora, mint a henger átmérője, akkor például a 2 kg tömegű = 20 N vizesvödör emeléséhez 10-szer kisebb erő, 2 N erő elegendő. Megváltoztatja az erő irányát és támadáspontját. G * r = F * R

10 A lejtő egy tárgy felemeléshez szükséges erő csökkentésére szolgáló egyszerű gép. 4. LEJTŐ Egy 200 kg = 2000 N-os hordót egy 1 m magas gépkocsira egy 4 m-es lejtőn már 500 N-nyi erővel fel lehet helyezni. Lejtőn a test egyensúlyban tartásához kisebb erőre van szükség, mint a test súlya. A kifejtett erő annál kisebb, minél kisebb a lejtő hajlásszöge. Áthelyezi az erő támadáspontját Csökkenti az erő nagyságát Megváltoztatja az erő irányát is A nehéz teher kis erővel való elmozdítását teszi lehetővé. A kifejtett erő a lejtő meredekségétől függ.

11 Ha a hordót 1 méter magasra akarjuk emelni a 3 méter hosszú lejtőn, akkor 3-szor kisebb erőt kell kifejtenünk, mint a hordó súlya. Ezen a lejtőn 60 N erővel tolhatjuk fel a 180 N súlyú hordót

12 Gyakorlatban Bejárati lépcső Teherautóra való pakoláskor a rámpa Hegyi utak Balta, kés, ék… A magas hegyekre vezető szerpentin utakat úgy építik meg, hogy a lehető legkisebb legyen a lejtő hajlásszöge. Így hosszabb utat tesznek meg, de nagyobb erő kifejtésével.

13 Két lapjával összeerősített LEJTŐ. Az ékkel nagy oldalirányú erő fejthető ki. 5. ÉK Ilyen eszközeink pl. a fejsze, a kés, véső, tű Melyikkel érdemes a fát kettéhasítani? Miért? Mozgatható lejtő

14 5. CSAVAR A CSAVAR egy "feltekert lejtőnek" tekinthető és nagy erők kifejtésére alkalmas hosszabb elmozdulással. A csavarmenet egy henger oldalába vágott lejtő A csavar erősokszorozó gép, ezerszeresre fokozhatja izomerőnket. CSAVARral dolgozó prés A prés forgatókarja 1 m hosszú, egy csavarmenet magassága pedig 1 cm. A prés karját egyszer körülforgatva 628 cm hosszú úton át fejt ki erőt. De közben a csavar vége csak 1 cm-rel megy tovább.

15 HAJÓCSAVAR, LÉGCSAVAR Gyakorlatban A propeller a forgó mozgással a vizet vagy a levegőt hátrafelé felgyorsítja, ami így a propellerre és a tengelyre ellentétes irányú tolóerőt gyakorol. Ez az erő előre mutat, ezáltal a járműre hajtóerőt gyakorol. A motor FORGÁSI ENERGIÁJÁT irányított VONÓERŐVÉ ALAKÍTJA. A propellert a központi kerékagyból kiinduló, sugár alakban elhelyezett lapátokkal látják el, amelyek mindegyike szárnyként viselkedik.

16 Leonardo da Vinci rajza XV. Sz. HELIKOPTER Sikeres felszállást hajtott végre Asboth Oszkár 1928. szeptember 9.-én, Petróczky, Zurovecz és Kármán Tódor: egy kötelekkel kipányvázott szerkezetet készített, mely 50 méterre emelkedve tüzérségi megfigyelőállásként szolgált. Ez a szerkezet csak függőleges irányú mozgásra volt képes, kötelek nélkül instabil lett volna. Petroczy-féle helikopter Asboth-féle helikopter

17