MECANISME

SI

MPLE

Mecanismesimple

A. Pârghia

B. Scripetele

C. Planul înclinat

Photo: http://www.applied-technologies.com/images/teched/mechanisms1_small.jpg

Introducere

Mecanisme simple

• Maşinile simple sunt sisteme mecanice folosite pentru a uşura

munca şi au în alcătuire diferite mecanisme simple: pârghii,

scripeţi, roţi dinţate, şuruburi, plane înclinate sau pene.

• Asupra unei maşini simple pot acţiona două sau mai multe

forţe. În cazul general, asupra dispozitivului considerat

acţionează o forţă F , numită forţă activă, cu ajutorul căreia se

urmăreşte deplasarea altei forţe R , numită forţă rezistentă.

Maşinile simple se folosesc în practică fie pentru o amplificare a

forţelor, fie pentru o utilizare mai avantajoasă a lor prin

schimbarea orientării forţei active. Există şi situaţii în care forţa

rezistentă trebuie să fie mult mai mică decât forţa activă, şi

aceasta pentru a nu fi distrus sistemul mecanic.

înapoi Photo: http://www.sirinet.net/~jgjohnso/sixsimple.html

PârghiaPârghia Pârghia este un corp rigid, de obicei sub formă de bară, Pârghia este un corp rigid, de obicei sub formă de bară,

asupra căruia acţionează două forţe şi care se poate roti în jurul asupra căruia acţionează două forţe şi care se poate roti în jurul unui punct de sprijin unui punct de sprijin “O”.“O”.

Pârghiile pot fi ordonate după mai multe genuri, în funcţie de Pârghiile pot fi ordonate după mai multe genuri, în funcţie de poziţiile punctelor de aplicaţie ale forţelor faţă de punctul de poziţiile punctelor de aplicaţie ale forţelor faţă de punctul de sprijin sprijin “O”“O”. . Pârghia de genul I Pârghia de genul I are punctul de sprijin între are punctul de sprijin între punctele de aplicaţie ale forţelor (punctele de aplicaţie ale forţelor (fig. 1fig. 1).). PPârghia de genul al II-lea ârghia de genul al II-lea are punctul de aplicaţie al forţei rezistente între punctul de are punctul de aplicaţie al forţei rezistente între punctul de sprijin şi punctul de aplicaţie al forţei active (sprijin şi punctul de aplicaţie al forţei active (fig. 2fig. 2). ). Pârghia de genul al III-lea Pârghia de genul al III-lea are punctul de aplicaţie al forţei active are punctul de aplicaţie al forţei active între punctul de sprijin şi punctul de aplicaţie al forţei rezistente între punctul de sprijin şi punctul de aplicaţie al forţei rezistente ((fig. 3fig. 3).).

Condiţia de echilibru de rotaţie, pentru o pârghie, poate fi Condiţia de echilibru de rotaţie, pentru o pârghie, poate fi exprimată astfelexprimată astfel::

momentulmomentul for forţei active ( faţă de punctul de sprijin ) este egal cu ţei active ( faţă de punctul de sprijin ) este egal cu momentul forţei rezistente.momentul forţei rezistente.

MMFF=M=MRR undeunde MMFF=F=F·b·bFF şişi MMRR=R·b=R·bRR..

Folosind relaFolosind relaţiile de mai sus se poate scrieţiile de mai sus se poate scrie legea p legea pârghiilor sub ârghiilor sub formaforma::

F / R=bF / R=bR R / b/ bFF ..

înapoi

Tipuri de pârghii

Înapoi la pârghii

Tipuri de pârghii

Scripetele Un scripete este alcătuit dintr-o roată cu şanţ pe

muchie, care se poate roti în jurul unui ax. De axul roţii este fixată o furcă, prevăzută cu un cârlig de prindere. Prin şanţul scripetelui este trecut un cablu.

În practică scripeţii pot fi utilizaţi în foarte multe variante: scripete fix sau mobil, combinaţii de scripeţi de acelaşi diametru sau cu diametre diferite (palan), scripeţi coaxiali sau etajaţi.

Scripetele fix poate fi folosit pentru a schimba, în mod convenabil, direcţia şi sensul de acţiune al forţei active. La echilibru, modului forţei active este egal cu modulul forţei rezistente, F=R. La un scripete mobil, în echilibru, forţa activă are valoarea de două ori mai mică decât cea a forţei rezistente, F=R/2.

înapoi

Planul înclinat

• Un plan înclinat este un plan care formează un unghi ascuţit cu planul orizontal.

• Elementele unui plan înclinat sunt: lungimea planului l, înălţimea h şi unghiul α.

• Planul înclinat este utilizat pentru a ridica mai uşor corpuri masive la o anumită înălţime deşi randamentul mecanic, şi în acest caz, este subunitar.

înapoi

Determinarea randamentului planului înclinat

• Randamentul planului înclinat η este o mărime adimensională (fără unitate de măsură) subunitară. Acesta se determină ca raport între lucrul mecanic util (Lu) şi lucrul mecanic consumat (Lc), η=Lu/Lc. În cazul planului înclinat, Lu este lucrul mecanic necesar pentru a ridica un corp de masă M până la înălţimea h (Lu=mgh). În expresia Lc se regăseşte atât lucrul mecanic efectuat pentru deplasarea corpului cu viteză constantă pe lungimea l a planului înclinat cât şi lucrul mecanic al forţelor de frecare la alunecare care apar la deplasarea pe plan (se poate ţine cont şi de frecarea dintre scripete şi axa sa).

• În cazul în care se obţine o deplasare uniformă pe plan, randamentul se poate calcula cu relaţia:

• Coeficientul de frecare la alunecare va fi:înapoi

.sin1

1

)(

m

M

lm

hM

lG

hG

ctglGG

hG

lF

hG

L

L

ntc

u

.)11(

tg

Randamentul mecanic al planului înclinatExemplu numeric

Nr măs M, g m, g α, rad η, % 1 20,00 15,00 30,00 66,67 0,292 30,00 25,00 30,00 60,00 0,383 35,00 28,00 30,00 62,50 0,354 40,00 34,00 30,00 58,82 0,405 45,00 38,00 30,00 59,21 0,406 50,00 40,00 30,00 62,50 0,35

Folosind butoanele poţi alege mase până la 200g.… 150 164 20 31,28 0,80

Verifică datele! (măsoară din nou) 31,28 0,80

ExempluExemplu

EvaluareEvaluare ÎntrebăriÎntrebări (( pentru a putea fi văzut copiază fişierul pentru a putea fi văzut copiază fişierul intrebari-mecanisme simple.htmintrebari-mecanisme simple.htm în în

acelaşi director cu prezentarea acelaşi director cu prezentarea ))

RebusRebus ( pentru a putea fi v( pentru a putea fi văzut ăzut copiazcopiază fişierul ă fişierul MECANISME SIMPLE - REBUS.htmMECANISME SIMPLE - REBUS.htm în în acelaşi director cu prezentarea acelaşi director cu prezentarea ))

Applet-Applet-uriuri de de fizicăfizică:: pârghiapârghia sisteme de scripeţi 1sisteme de scripeţi 1 sisteme de scripeţi 2sisteme de scripeţi 2 plan înclinat 1plan înclinat 1 plan înclinat 2plan înclinat 2 plan înclinat simpluplan înclinat simplu

Realizat de profesor Realizat de profesor Badiu Doru-Badiu Doru-CătălinCătălin

02 aprilie 2006, proiect 02 aprilie 2006, proiect FISTEFISTEînapoi