Тисячі років люди працювали, використовуючи переважно силу власних м’язів. Але можливості м’язів людини обмежені.
Найсильніші люди планети можуть підняти вантажі масою 200-250 кг, прикладаючи відповідно при цьому силу 2000-2500 Н. А як піднімали важкі кам’яні брили, з яких будували піраміди в Єгипті, колони, куполи та дзвони під час зведення храмів?
Навіщо потрібні прості механізми
Отже, вже в далекі часи виникла потреба мати пристрої, які б дали можливість отримати виграш у силі. Іншими словами, пристрої, застосування яких дає змогу піднімати вантажі, які без таких пристроїв не можна навіть зрушити з місця.
Пристрої, призначені для збільшення сили чи зміни її напрямку, дістали назву механізми. Щоб полегшити свою працю, тобто отримати виграш у силі, людина винайшла, виготовила та почала використовувати такі прості механізми, як важіль, блок, коловорот, похилу площину, клин, гвинт, колесо та інші. За допомогою таких механізмів люди і будували піраміди, храми тощо. Прості механізми - це не що інше як знаряддя праці. На уроках праці ви вже ознайомились із деякими з них.
Набагато легше переміщувати вантажі, поставивши їх на колеса, колоти кам’яні брили або дерев’яні колоди, користуючись клином - трикутним шматком дерева чи металу. І нині важкі речі, як-от: камені, ящики, навіть автомобілі, людина здатна підняти за допомогою довгого дерев’яного чи металевого стержня або дошки, що мають точку опори, важеля. За принципом важеля працює криниця, народна назва якої «журавель». Щоправда, важіль має недолік - за допомогою цього простого механізму вантажі не можна підняти на значну висоту.
Інший простий механізм - блок не має такого недоліку. Блок виготовляють у вигляді колеса із заглибиною для мотузки чи ланцюга. Якщо блок закріпити на потрібній висоті і перекинути через нього мотузку або ланцюг, то піднімати вантажі буде зручніше і швидше. Проте блок не дає виграшу в силі, а лише змінює напрямок її дії. Тривалий час цей простий механізм був незамінний у будівництві. Ним і тепер користуються під час індивідуального будівництва.
У сільській місцевості воду з колодязів зазвичай дістають за допомогою коловорота. Це також простий механізм.
До простих механізмів належить і похила площина. її використовують для отримання виграшу в силі під час переміщення тіл.
Складні механізми
Механізми, що складаються з двох або більше простих механізмів, з’єднаних між собою, називають складними механізмами. Таким складним механізмом є, наприклад, звичайні ножиці. Вони складаються з двох з’єднаних між собою важелів, заточених у вигляді клина. Ви, напевно, звернули увагу, що залежно від призначення ножиці мають різний зовнішній вигляд. У ножиць для різання паперу чи тканин леза і ручки майже однакової довжини, бо для різання цих матеріалів не потрібно прикладати великої сили. Ножиці для різання металу мають ручки значно довші, ніж леза. Така конструкція дає можливість збільшити силу, прикладену до ножиць, і розрізати міцний метал.
Прикладами складних механізмів, якими людина користується в побуті, є з’єднані між собою врізний замок та ручка дверей; консервний ніж, у якому використані важіль і клин; домкрат, що складається з важеля та гвинта й інші.
Підсумки
* Прості механізми полегшують працю людини. До них належать важіль, блок, коловорот, похила площина, клин, гвинт, колесо тощо.
* Прості механізми використовують не тільки для виграшу в силі, а й для зміни її напрямку.
* Складні механізми створюють, поєднавши два механізми і більше.