Máy cơ đơn giản là gì? Tác dụng, tính chất của máy cơ đơn giản?

1. Máy đơn giản là gì?

Máy cơ học đơn giản là một loại thiết bị cơ khí được sử dụng để thay đổi hướng hoặc độ lớn của một lực. Đây là mô hình đơn giản nhất tận dụng cơ học để tăng độ lớn của lực sinh ra và giảm độ lớn của lực tác dụng.

Máy đơn giản thường được sử dụng khi cần di chuyển hoặc nâng vật nặng. Khi kéo một vật theo phương thẳng đứng lên trên thì phải tác dụng một lực ít nhất bằng trọng lượng của vật. Nếu bạn kéo thẳng đối tượng lên theo phương thẳng đứng sẽ gặp một số khó khăn như:

Cần lực lớn (ít nhất bằng trọng lượng của vật)

Không được hưởng lợi từ trọng lượng cơ thể

Tư thế không thuận lợi, dễ ngã

Nếu vật quá nặng phải tập hợp nhiều người để vận chuyển vật

Tại thời điểm này, cỗ máy đơn giản sẽ phát huy tác dụng. Nói cách khác, máy móc đơn giản sẽ giúp con người tiết kiệm năng lượng khi làm việc.

Ý tưởng về những cỗ máy đơn giản bắt nguồn từ nhà triết học Hy Lạp cổ đại Archimedes vào khoảng thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Ông đã phát minh ra ba cỗ máy đơn giản đầu tiên: ròng rọc, đòn bẩy và con vít. Ông cũng nổi tiếng với câu nói: “Hãy cho tôi một chỗ đứng, tôi có thể nâng Trái đất!”.

2. Các loại máy cơ đơn giản thông dụng:

2.1. đòn bẩy:

Chắc hẳn chúng ta đã từng nghe đến cái tên “đòn bẩy” bởi đây là một loại máy cơ đơn giản nhưng có rất nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế của chúng ta.

Tất cả các đòn bẩy đều có một điểm xác định gọi là điểm tựa (ví dụ điểm 0). Cần gạt sẽ quay quanh điểm tựa 0.

Một đầu gồm trọng lượng của vật cần nâng F1, tác dụng lên một điểm của đòn bẩy. Một đầu là lực nâng F2, tác dụng tại một điểm khác của đòn bẩy.

Vì vậy, đòn bẩy có 3 phần chính:

Đầu tiên, trục kéo

Thứ hai, trục truyền động

Thứ ba, chỗ đứng

Cần gạt giúp bạn nâng một vật nặng mà không tốn nhiều sức lực. Chỉ bằng cách tăng khoảng cách của một đầu so với điểm tựa, sẽ sử dụng ít lực hơn để nâng đầu kia.

Một ví dụ điển hình mà chúng ta thường gặp khi còn nhỏ là cái cưa (có cơ cấu đòn bẩy). Một ngồi là lực kéo, ngồi kia là lực đẩy. Khi cả hai lực tác dụng vào hai đầu lưỡi cưa bằng nhau thì lưỡi cưa luôn cân bằng.

2.2. xe bán tải:

Ròng rọc là một loại máy cơ đơn giản giúp nâng hạ vật dễ dàng hơn. Ròng rọc bao gồm xi lanh kim loại, giá đỡ, ròng rọc và xích. Mỗi cuộn có:

– Điểm chính là O

– Điểm tác dụng của lực F1 là O1.

– Điểm tác dụng của lực F2 (lực nâng) là O2

Khi OO2 > OO1 thì F2 < F1. Nói cách khác, khi dùng đòn bẩy để nâng một vật, nếu khoảng cách từ điểm tựa đến điểm tác dụng của lực nâng lớn hơn khoảng cách từ điểm tựa đến điểm tác dụng của trọng lượng vật thì tác dụng lực nhỏ hơn trọng lượng của vật.

Con lăn có hai loại chính là con lăn cố định và con lăn động.

Puly cố định bao gồm một bánh xe có rãnh để luồn dây. Trục của bánh xe được cố định (móc vào xà), khi kéo dây, bánh xe quay quanh trục cố định. Ròng rọc cố định không thay đổi kích thước của lực kéo, nhưng mang lại lợi ích về kích thước. Khi dùng ròng rọc cố định ta có thể nâng một vật lên dễ dàng mặc dù vật ở vị trí cũ so với vật ban đầu. Cường độ lực trong trường hợp này F = P.

Ròng rọc động cũng gồm một bánh xe có rãnh để luồn dây nhưng trục của bánh xe không cố định; Bánh xe có chân đá để treo đồ vật nên khi kéo dây bánh xe sẽ quay và chuyển động lên cùng đồ vật. Không giống như ròng rọc cố định, ròng rọc động không thay đổi hướng, nhưng có thể mang lại cho chúng ta lợi thế gấp đôi về sức mạnh. Nghĩa là, trong trường hợp này, độ lớn của lực F = 1/2 P.

Ứng dụng của ròng rọc trong thực tế: Thang máy di chuyển lên xuống nhờ hoạt động của ròng rọc trong, dùng ròng rọc để nâng vật liệu xây dựng, dùng ròng rọc để lấy nước từ giếng.

2.3. Dốc:

Mặt phẳng nghiêng là một trong ba loại máy cơ nói trên. Như tên gọi, mặt phẳng nghiêng bao gồm một mặt phẳng có điểm đầu và điểm cuối ở các độ cao khác nhau.

Mặt phẳng nghiêng giúp con người có lợi về sức lực

Mặt phẳng nghiêng càng nhỏ thì lực tác dụng lên vật để kéo vật lên mặt phẳng nghiêng càng nhỏ.

Mặt phẳng nghiêng được bố trí liền kề với thùng xe tải giúp vận chuyển các vật dụng trên xe

3. Tác dụng của máy đơn giản:

Tác dụng của máy rất đơn giản. Giúp mọi người di chuyển hoặc nâng vật nặng dễ dàng hơn.

– Mặt phẳng nghiêng: Tấm dày nghiêng so với phương nằm ngang, nghiêng…

– Đòn bẩy: búa để nhổ đinh, kéo để cắt giấy,

Ròng rọc: Máy kéo công trường, cuộn giếng,.

Nếu kéo một vật theo phương thẳng đứng thì cần ít nhất một lực bằng trọng lượng của vật. Chúng ta sẽ gặp nhiều rắc rối với điều đó. Đối với những thứ rất nặng, chúng ta sẽ cần sức mạnh của nhiều người. Tư thế kéo không đúng cũng có thể dẫn đến ngã, gây chấn thương.

Đây cũng là lý do tại sao máy móc đơn giản được phát minh và đưa vào sử dụng. Những chiếc máy này sẽ giúp con người giảm bớt trọng lượng của đồ vật khi nâng hạ đồ vật. Ngoài ra, cách sử dụng máy đơn giản còn đảm bảo an toàn cho người kéo vật.

4. Ứng dụng của máy đơn giản:

4.1. đòn bẩy:

Trong khi đi bộ, một người phải mang một cái túi rất nặng. Nếu người đó treo bao da lên đầu gậy thì đặt gậy lên vai (điểm tiếp xúc giữa vai và gậy là điểm tựa), một tay giữ một đầu gậy trước mặt. tay, tỷ lệ tổn thất sẽ được giảm. trọng lượng của túi

Một chiếc đinh dù được gắn chặt vào gỗ, nhưng nếu bạn dùng búa để đóng chiếc đinh ra, bạn có thể lấy nó ra.

Dùng xà beng xúc đất

4.2. Sử dụng con lăn:

Thang máy di chuyển lên xuống nhờ cơ chế hoạt động của puly bên trong

Dùng ròng rọc để kéo cờ, hạ cờ

Lưới giúp nâng vật liệu xây dựng

Cuộn đơn giản cũng được sử dụng trong rèm cửa

4.3. Dốc:

Đặt bàn chuyển đồ tại nhà

Cầu trượt là một mặt phẳng nghiêng

Đường dốc nhẹ cũng là mặt phẳng nghiêng

Dựa thang vào tường trên dốc để leo trèo ít nguy hiểm hơn

5. Bài tập áp dụng:

Bài 1 – C4 sgk tr.43: Chọn từ đúng trong ngoặc để điền vào chỗ trống trong các câu sau.

a, Máy cơ đơn giản là công cụ giúp lao động…………nữa. (dễ dàng/nhanh chóng)

b, mặt phẳng nghiêng, đòn bẩy, ròng rọc là………… (thang máy/máy đơn giản)

Trả lời: a. dễ; b. xe đơn giản

Bài 2 – C5 sgk tr.43: Nếu khối lượng của ống bê tông là 200 kg và lực kéo của mỗi người trong hình là 400 N thì những người này có kéo được ống bê tông lên không? Tại sao?

Trả lời: Trọng lượng của ống bê tông là P = 10.m = 10.200 = 2000 (N)

Tổng lực kéo của 4 người: F = 4400 = 1600 N

Vì F< P nên 4 người này không kéo được ống bê tông

bài 3 – C6 sgk tr.43: Tìm ví dụ về việc sử dụng máy móc đơn giản trong đời sống:

Trả lời: Công dụng của một loại máy đơn giản trong đời sống là: Đầu búa dùng để đóng đinh (tác dụng đòn bẩy), ròng rọc kéo vật liệu xây dựng lên, thang thang để dẫn hướng máy. đi lên lầu…

bài 4: Để kéo thẳng một gàu nước có khối lượng 20kg từ giếng lên thì phải dùng lực nào sau đây:

A. F < 20 NỮ

B. F = 20 NỮ

C. 20N < F < 200F

D. F = 200 NỮ

Đáp án : D (Do tính P của nước thường = 10.20 = 200 N)

Bài 5: Người ta thường dùng những máy đơn giản nào để làm các công việc sau:

a, Đặt hộp lên xe tải

b, Nâng gầu vữa lên

c, Kéo xô nước từ giếng lên

Trả lời:

a, mặt phẳng nghiêng

b, tròn

c, cuộn

Bài 6: Câu nào sau đây sai?

Máy đơn giản có thể được sử dụng trong trường hợp nào sau đây?

A. Đặt xe máy lên xe tải

B. Đi xe máy từ ngoài đường vào nhà cao hơn mặt đường

C. Kéo xe mô tô ra khỏi hố sâu

D. Không có điều nào ở trên

Trả lời: DỄ DÀNG

Bài 7: Dùng mặt phẳng nghiêng để nâng một vật nặng, có thể

A. Đổi chiều trọng lực tác dụng lên vật

B. Giảm khối lượng của vật

C. Kéo vật lên với lực kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật

D. Kéo vật lên bằng một lực lớn hơn trọng lượng của vật

Trả lời: