Кой е изобретил на лоста - когато е измислил

Всеки, който учи физика. Известно поговорка на известния гръцки учен Архимед. "Дайте ми място, където да се изправи и ще се движи Земята." Това може да изглежда малко самонадеян, но въпреки основания за подобно твърдение е имал. В крайна сметка, ако се вярва на легендата, каза така Архимед, описан за първи път от гледна точка на математиката принципът на действие на един от най-старите на механизмите на лоста.

Кога и къде е била използвана за първи път от началното устройство, крайъгълният камък на цялата механика и технология, не е така. Очевидно е, че дори и в древността хората са забелязали, че отчупи клон на дърво е по-лесно, ако кликнете върху своя край и ще се придържаме към вдигнете от земята тежък камък, ако се измъкнат от по-долу. И колкото по-дълго пръчката, по-лесно е да се премести камъка от място. И клонки и пръчки са най-простите примери за прилагане на принципа на лоста на действията си хора интуитивно разбират дори и в праисторически времена. Повечето древни инструменти мотика, гребло, чук с дръжка, а другият се базира на прилагането на този принцип.

Най-добре е лост, бар, като опорна точка и може да се върти около него. С люлеещи плоча лежи на кръгла основа, това е най-очевиден пример. Side над гредата от ръба на опорните точки се наричат ​​рамото на лоста.

Доменико Fetti. Ponderer Архимед. 1620

Още в V хилядолетие преди новата ера. д. принцип Месопотамия ръка използва за генериране на равновесие равновесие. Древните механика забелязали, че ако зададете стъпят на пазара точно под средата на пляс плочи, а на ръба да се постави товар, пада надолу по ръба, който е тежък товар. Ако товарите са със същото тегло, борд ще вземе хоризонтално положение. По този начин, емпирично, беше установено, че ръката ще влезе в равновесие, ако равна на раменете си, за да равни усилия.

Какво става, ако смени опорната точка, което прави една ръка по-дълго, а другата краткосрочен? Това е точно това, което се случва, когато дълга пръчка да се промъкнат под тежък камък. Fulcrum става на пръст, камъни преси за кратко рамото на лоста, и човекът, в дългосрочен план. И чудеса! тежкия камък, който не може да се отдели от земята вдигнати ръце. Следователно, за да се балансира лост с различни оръжия, трябва да се прилага към краищата различни усилия: по-голяма сила на късото рамо, в по-малка дължина.

Този принцип е бил използван от древните римляни, за да се създаде друг метър ръчен кантар с топуз. За разлика от равновесие баланс Кантари рамена с различни дължини, една от които може да удължат. Колкото по-тежък товарът трябва да се претеглят, колкото по-дълго го разтегателен рамо, което е било спряно на тегло.

Разбира се, измерване на теглото е само частен случай на използване на ливъридж. Много по-важно е на механизмите за улесняване на работата и дават възможност за извършване на тези деяния, за които физическата сила на човека не е достатъчно.

Известните египетските пирамиди и до днес остават най-грандиозния структура в света. До сега, някои учени са изразили съмнения, че древните египтяни са имали силата да изградят свои собствени. Пирамидите са построени от блокове, с тегло около 2,5 тона, е необходимо не само да се движи по земята, но също така и да се издигне. Дали това би било възможно без използването на двигатели?

Строежът на пирамидите. Литография XIX век.

Да, според италиански изследовател Falestiedi който намери по време на разкопки на храма на кралица Хатшепсут, останките от оригиналните дървени тела. Обвързани с въжета огромни блокове, повдигнати от няколко дървени лостове. Чрез натискане върху дългото рамо на всяко рамо, строителите са подали достатъчно сила, за да се вдигне камъка на височината на неговия растеж.

Изграждането на египетските пирамиди не са единственият случай на кандидатстване Rychagova механизми в древността. Лостът се използва навсякъде, но само в III. преди и. д. Архимед прави математически изчисления и създава първата теория на лоста. закон ръка баланс формулирана от тях в хода на многобройни експерименти, не губи значение в съвременната физика, и гласи, както следва: "Силата умножена по рамото на прилагане на силата, както и товар, умножен по натоварване рамо приложение, където силата на приложения рамо е разстоянието от точката на прилагане на сили за подпомагане, и за прилагане на рамото на натоварване е разстоянието от точката на прилагане на помощта. "

По този начин, вече лостово рамо на прилагане на силата, на по-малко усилие е необходимо да се преодолее даден товар, или повече натоварване може да се преодолее с предварително зададена сила се прилага. С други думи, отношението на силите, приложени към рамото на лоста, съотношението е обратно пропорционален на дължината на раменете си.

Човек може да разбере ентусиазма на Архимед, който е открил формулата. Оказва се, че дори и най-малкото усилие, дава възможност да се манипулират голямата маса на товара, ако тя се прилага за ръка с достатъчна дължина. И теоретично повиши свят толкова лесно, колкото кофа с вода е необходимо да се активира само с рамото около 500000000000000 километра да опорна точка.

Архимед, преобърнат земята с лост. Гравиране от "вестник механика". 1824

Позицията на центъра на въртене на лоста е от решаващо значение за определяне на неговия вид. Разграничаване лостове на първия вид, когато оста е разположено между точките на прилагане на силата и лостовете на втория вид, където точката на прилагане на силата, разположен от едната страна на оста. Лостовете на първия вид се наричат ​​още два пъти, въоръжени. За да се балансира лост, силите, прилагани за нея раменете, трябва да бъде в същата посока, в противен случай лоста ще се завърти около оста на въртене. Примери от първи вид лостове са равновесни везни и кантар, добре кран, ножици, бариера, детска люлка люлее клещи.

Single-въоръжени лостове, или лостове на втория вид са подредени по различен начин. Сега и двете сили са приложени към същата рамото, но сочат в различни посоки. Най-простият пример на такъв лост е количката. Нейният точка на лагер на колело. Натоварването се намира в контейнера, разположен непосредствено зад колелото и на силата на гравитацията, насочена надолу. А човек, който носи ръчна количка, насочва усилията си, поставяйки го на ръба на структурата, т.е.. Д. Към дръжките.

Законът получени от Архимед, е валидно в този случай. Въпреки че структурата е един въоръжен лост, но за изчисляване на формулата Архимед дължината на всяко рамо е взета от опорна точка до точката на прилагане на сила. По този начин, колкото по-близо до центъра на въртене се зарежда и по-далеч от точката на приложена сила на подкрепата, се изисква по-малко сила, за да се балансира натоварването.

Обикновено лостови първия и втория вид са важен детайл от снимачната площадка на няколко механизма хилядолетия. Но възможностите им са ограничени. Ако опорна точка, за която възкликна Архимед, в сънищата обръщане на Земята, често намират трудно, ръката дължина е много по-голям проблем.

Paddle също работи на принципа на лоста: по-малко усилия от дългата ръка на дръжката на греблото, гребците са по-големи усилия за краткосрочен.

Изработване целия бар с достатъчна дължина може да бъде направен от дърво или метал, но в случай на височина дърво багажника е ограничен и прекалено дълго метални греди себе си тежи толкова много, че да усложни създаване Rychagova механизъм. В допълнение, печалбата в сила при използване на лоста се компенсира от загуба в региона, към който товарът може да се движи. Математически оправдание за това явление е било направено през Средновековието, с помощта на Нютоновата механика.

Според закона за запазване на енергията, общата механична енергия на затворена система от органи, между които има само консервативни сили, тя остава постоянна. Това означава, че за да се поддържа лост мощност баланс прикрепени към различни на раменете си, трябва да изпълнява една и съща работа. Чрез увеличаване на съотношението между дължината на ръката прилагане на силата и продължителността на рамото на прилагане на натоварването се увеличава печалбата в сила, но също така увеличава разстоянието, което се изисква, за да се преодолее.

Въпреки това, в някои случаи, загубата в далечината да се обърнеш и да спечели. По този начин разположени, например, shadoof. Кофа с вода на въжето се закрепва към дългата ръка на вратата и силата, приложена към рамото е много по-кратък. В резултат на движението на късото рамо на малко разстояние дава възможност да се изтегли кофата от дълбок кладенец и да се повиши достатъчно висока.

И все пак ръката дължина и загубата в далечината беше значително ограничение за създаването на механизми, които биха се развиват силите, които са достатъчни, за да се справи с все по-сложни инженерни проблеми. И през 1773 след две хилядолетия след Архимед направил изчисленията си, шотландски инженер и изобретател Джеймс Uatt предложи идеята за композитен ръка, в която редица лостове са свързани помежду си, увеличаване на силата, произведени. Изходното силата на първото рамо сила е суровина за втория и така нататък. Е. Ако системата има повече възможности, отколкото две.

Въпреки това, Watt не може напълно да се счита изобретателят на съставния лоста.

Военната операция на железния път по време на Гражданската война в САЩ. С помощта на лостове работници демонтирани релсите.

Дори и в VI. номадските народи от Централна Азия, използвани по подобен проект за създаване на много мощни извити лъкове. Стрелките изстреляни от това оръжие пробита бронята защото извити краища на носовата част на стрелеца значително увеличава силата, приложена към низ. Но това беше Watt даде първата числова оценка на ефективността на съединението на лоста.

Цифрово характеристика механичен ефект чрез използване на съотношение на лоста, която показва връзката между натоварване и силата, приложена. Колкото по-малко от стойността, толкова по крива, лостът има по-голям ефект. В една система, състояща се от две или повече лостове, предавателно число е продукт на предавателните отношения на лоста в системата. Тази формула е валидна за неограничен брой връзки на веригата.

Разбира се, откриването на формулата на стойности за излъчване не може да решава сам по себе всеки инженерен проблем. Въпреки това, математически модел, за да се докаже, че ливъридж дава възможност за развитие на всеки опит да се превърне в механична инженери вид опора. Повечето изкуствени механизми, основани на използването на прости и съединение ливъридж. Поради това, можете спокойно да се каже, че лоста, позовавайки се на изобретателност на древния човек, който взе една пръчка и повторен анализ е с него тежък камък, наистина се обърна Земята и предварително определени механиката развитие.

Г. Хауърд. Портрет на Джеймс Уат. 1797

Shadoof. Плакатът на поредицата "История на обществените услуги в Ню Йорк."

Най-късата стреме костта на човешкото тяло, предаване на вибрации на тъпанчето на чувствителни клетки на вътрешното ухо. Тя работи като лост, увеличаване на налягането на звуковите вълни. В прекалено силна мускулна звучи на стреме кост обръща така, че отношението на дължината на рамената на лоста костнотрофичните променя, а печалбата на звука намалява.