Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих с силами тяготения и упругости, остается неизменной.

+ = const

Билет №14.

Простые механизмы. КПД механизма. Условие равновесия рычага. Момент силы. Равновесие тел с закрепленной осью вращения. Виды равновесия. «Золотое правило» механики.

Простыми механизмами называют приспособления, служащие для преобразования силы.

К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности - блок, ворот; наклонная плоскость и ее разновидности - клин, винт.

В большинстве случаев простые механизмы применяют для того чтобы получить выигрыш в силе, т. е. увеличить силу действующую на тело, в несколько раз.

КПД (Коэффициент полезного действия) — это отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах.
В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше или равен единице, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

Рычаг представляет собой твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы.

Условие равновесия рычага: Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Произведение модуля силы, вращающей тело, на ее плечо называется моментом силы.

M=F*l

Единицей измерения момента силы является 1 ньютон*метр.

Правило моментов: рычаг находится в равновесии под действием двух сил, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.

Виды равновесия:

Устойчивое: При малом отклонении тела от положения равновесия возникает сила, стремящаяся возвратить тело в исходное состояние.

Безразличное: При малом отклонении тело остается в равновесии.

Неустойчивое: При малом отклонении тела из положения равновесия возникают силы, стремящиеся увеличить это отклонение.

Правило рычага лежит в основе действия различного рода устройств и инструментов, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или пути.

Примеры: ножницы, кусачки, ножницы для резки металла, ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино. Весы - тоже пример рычага. Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это конечности, челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений.

Многовековая практика показала, что ни один из механизмов не даёт выигрыша в работе. Опыты показывают, что работы, совершаемые силами, приложенными к рычагу, равны друг другу. Применяют же различные механизмы для того, чтобы в зависимости от условий работы выиграть в силе или пути. Уже древним учёным было известно правило, применимое ко всем механизмам: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Это правило назвали "золотым правилом" механики.