Transcript VY_32_INOVACE_170114_Mechanika_tuhych_teles_2_DUM

7. října 2012
VY_32_INOVACE_170114_Mechanika_tuhych_teles_2_DUM
MECHANIKA TUHÝCH
TĚLES 2
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.
Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.
Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,
registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.
Jednoduché stroje
• ulehčují lidem práci tak, že je možné působit
menší silou po delší dráze,
• je to stejná práce, jako kdyby působila větší síla
po kratší dráze
pozn.: v praxi musí být práce větší, neboť působí
tření
• jsou založeny na rovnováze momentů sil nebo
rovnováze sil
dále
Kladka - pevná
• kotouč s drážkou po obvodu, kterou je vedeno
lano nebo řetěz
• r – rameno síly
• na principu dvojzvratné páky
• platí rovnováha
F1  r  F2  r  F1  F2
dále
Kladka - pevná
Obr.1
• na obou stranách
stejné síly
působí
• výhodou pevné kladky je, že
F2 působí směrem dolů jako
F1, můžeme si tedy pomoci
vlastní tíhou
dále
Kladka - volná
• na principu jednozvratné páky
• platí rovnováha
F2
2 r  F1  r  F2  F1 
2
dále
Kladka - volná
Obr.2
• břemeno zavěšené na volné
kladce
můžeme
zvedat
poloviční silou, ale tíha F1
směřuje nahoru
• při zvedání musíme zvedat
i samotnou kladku
dále
Kladka - kladkostroj
Obr.3
• spojuje výhody pevné a volné
kladky (ušetřením poloviny síly
a změnou směru síly)
• potřebná síla se vypočítá
G
F1 
2n
G – tíha tělesa + tíha volných kladek
n – počet volných kladek
dále
Kladka
Kladky v praxi:
•
•
•
•
•
•
•
zavěšení hodinového závaží
zdvihadla
u stavebních, důlních a těžebních strojů
při vypínání plachtoví
při stavbách drátěných plotů
u posilovacích strojů
horolezectví
zpět na obsah
další kapitola
Páka - jednozvratná
Páka – tyč, která se otáčí kolem pevné osy
• obě síly působí na jedné straně od osy rotace
• ramena sil jsou na stejné straně od osy rotace
• platí rovnováha
F1  d 1  F2  d 2
d1, d2 jsou ramena daných sil
dále
Páka - jednozvratná
Které předměty pracují na principu jednozvratné páky?
Obr.6
Obr.4
•
•
•
•
•
•
kladivo
kolečko (stavební)
nastavitelný klíč
louskáček *
lis na česnek *
pinzeta *
(* 2 jednozvratné páky)
Obr.5
dále
Páka - dvojzvratná
• ramena sil jsou na opačných stranách od osy
rotace
• platí rovnováha
F1  d 1  F2  d 2
d1, d2 jsou ramena daných sil
dále
Páka - dvojzvratná
Které předměty pracují na principu dvojzvratné páky?
Obr.8
Obr.9
•
•
•
•
•
•
•
Obr.7
pumpa
laboratorní váhy
houpačka pro děti
závora
kolíček na prádlo *
kleště *
nůžky *
(* 2 dvojzvratné páky)
zpět na obsah
další kapitola
Kolo na hřídeli
• jedná se o dvojzvratnou páku
• ramena tvoří poloměr hřídele r2 a poloměr kola r1
• platí rovnováha
F1  r1  F2  r2
dále
Kolo na hřídeli
Kde se používá kolo na hřídeli?
Obr.12
Obr.10
Obr.11
• rumpál u studny
• převody na jízdním
kole
• rybářský naviják
zpět na obsah
další kapitola
Nakloněná rovina
• rovina nakloněná vzhledem k vodorovnému
směru, po níž se zvedá těleso
Obr.13
α – úhel, který svírá nakloněná
rovina s vodorovným směrem
F1 – pohybová složka síly
F2 – tlaková, kolmá složka síly
F – tahová síla
l – délka roviny
h – výška roviny
dále
Nakloněná rovina
platí rovnováha:
F   F1  F  Fg  sin 
•
h
sin  
l
h
F  Fg 
l
na nakloněné rovině jde o rozklad síly F
S
T
A
R
T
dále
Nakloněná rovina
Kde lze v praxi využít nakloněnou rovinu?
• nakládání zboží na vůz
• jízda na vrchol serpentinami
• rampa pro vozíčkáře a kočárky
dále
Nakloněná rovina
Proč je výhodnější v sněhových oblastech použití šikmých
střech?
Obr.14
Sníh po nich může sjet.
Tíhová síla se rozloží a
složka kolmá
je u střechy
odpověď
s větším sklonem menší,
takže nehrozí porušení
konstrukce tíhou sněhu.
zpět na obsah
další kapitola
Klín
• je založen na principu nakloněné roviny
• síla, kterou používáme na zasunutí klínu je
rozložena na dvě síly působící do stran
Obr.15
dále
Klín
Věděli byste, kde se používá klín.
Obr.18
Obr.16
Obr.17
• při zatloukání
hřebíků do dřeva
• při štípání dřeva
sekyrou
• při řezáním nožem
• při zajišťování
vozidel proti ujetí
dále
Klín
Klenba
• je sestavena ze šikmo tesaných kamenů klínovitého tvaru
• síly, kterými jsou zatěžovány kameny se rozkládají šikmo
• pokud je klenba rovnoměrně zatížena, unese velké
zatížení
Jak postavit klenbu.
zpět na obsah
dále
Šroub
• nakloněná
rovina
ve
tvaru
pravoúhlého
trojúhelníku navinutá na válcovou plochu – vytvoří
se šroubovice
• podél šroubovice je vyřezán šroubový závit
• pomocí šroubu lze vyvinout velké síly
Obr.19
• Použití:
• různé šrouby a vruty
• lodní šrouby
• šroubové plochy – točité schodiště
dále
Šroub – Archimédův šroub
• šikmo uložený šnekový mechanismus v korytě nebo v
trubce namotaný kolem šikmo uložené hřídele
• přepravovaná kapalina je v závitech držena gravitací
• čerpání je prováděno otáčením hřídele se šnekem
Obr.20
Použití:
• u vodních elektráren
• v čistírnách odpadních vod
• transport sypkých materiálů
zpět na obsah
konec
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 807196-223-6
CITACE ZDROJŮ
Obr.1 BISGAARD, Morten. File:Opfindelsernes bog3 fig040.png: Wikimedia Commons [online].
27 June 2007 [cit.2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Opfindelsernes_bog3_fig040.png
Obr.2 BISGAARD, Morten. File:Opfindelsernes bog3 fig041.png: Wikimedia Commons [online].
27 June 2007 [cit.2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Opfindelsernes_bog3_fig041.png
Obr.3 RINCÓN, César. Soubor:Polispasto2.jpg: Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 201210-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Polispasto2.jpg
Obr.4 BARAN, Ivo. File:Klieste na orechy.jpg: Wikimedia Commons [online]. 25 October 2007
[cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a2/Klieste_na_orechy.jpg
Obr.5 MAKSIM. File:Martelo.jpg: Wikimedia Commons [online]. 2 September 2005 [cit. 2012-1007]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Martelo.jpg
Obr.6 HB. File:Brouette chantier.JPG: Wikimedia Commons [online]. 15 August 2006 [cit. 201210-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/Brouette_chantier.JPG
CITACE ZDROJŮ
Obr.7 ANDRZEJ 22. File:Schere Gr 99.jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 October 2011 [cit.
2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Schere_Gr_99.jpg
Obr.8 ANTONY, Doris. File:Grosswulkow Pumpe.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 July
2007 [cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Grosswulkow_Pumpe.jpg
Obr.9 L. SVENDSEN, Peter. File:CD 810 592-6 leaving Beroun.jpg: Wikimedia Commons
[online]. 27 June 2003 [cit.2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/CD_810_592-6_leaving_Beroun.jpg
Obr.10 CORLEIS, C. File:Shimano xt rear derailleur.jpg: Wikimedia Commons [online]. 21
January 2006 [cit.2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/93/Shimano_xt_rear_derailleur.jpg
Obr.11 JIMBOWLEY. File:Wheelaxle quackenbos.gif: Wikimedia Commons [online]. 9 May 2008
[cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/Wheelaxle_quackenbos.gif
Obr.12 TRAINTHH. Soubor:Winch.PNG: Wikimedia Commons [online]. 15 January 2006 [cit.
2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Winch.PNG
CITACE ZDROJŮ
Obr.13 STUDI111. Datei:Schiefe ebene 4 .png: Wikimedia Commons [online]. 18 November
2008 [cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/0/04/Schiefe_ebene_4_.png
Obr.14 PINKI, Herzi. File:Building, Schröckenfux, Roßleithen.jpg: Wikimedia Commons [online].
6 February 2012 [cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/Building%2C_Schr%C3%B6ckenfux%2C_
Ro%C3%9Fleithen.jpg
Obr.15 RASBAK. Soubor:Wedge (wig).jpg: Wikimedia Commons [online]. 12 January 2009 [cit.
2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a8/Wedge_(wig).jpg
Obr.16 B.GLIWA. File:Axt zum spalten1.jpg: Wikimedia Commons [online]. 6 July 2006 [cit.
2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Axt_zum_spalten1.jpg
Obr.17 GELPGIM22. File:Clavos.JPG: Wikimedia Commons [online]. 13 July 2011 [cit. 2012-1007]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Clavos.JPG
CITACE ZDROJŮ
Obr.18 ALLORGE, Lionel. File:Gare de Bures-sur-Yvette travaux 2012 13.jpg: Wikimedia
Commons [online]. 31 July 2012 [cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/Gare_de_Bures-surYvette_travaux_2012_13.jpg
Obr.19 FORESMAN, Pearson Scott. File:Thread (PSF).png: Wikimedia Commons [online]. 3
December 2007 [cit. 2012-10-07]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/Thread_%28PSF%29.png
Obr.20 POGORELOV, Vladislav. Soubor:Archimedes-screw one-screw-threads with-ball 3Dview animated small.gif: Wikimedia Commons [online]. 6 May 2007 [cit. 2012-10-07]. Dostupné
pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/22/Archimedes-screw_one-screwthreads_with-ball_3D-view_animated_small.gif
Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.
Děkuji za pozornost.
Miroslava Víchová