§ 85. Клин и винтК числу простых машин относится также клин, имеющий многообразные применения. Рассмотрим действие клина (лезвия колуна) при колке дров (рис. 148). На тыльную поверхность клина, например при ударах кувалды, действует сила Рис. 149. Силы, действующие на клин (лезвие колуна) На рис. 150 изображено применение клина для приподнимания тяжести. Чем острее клин, тем меньшую силу Но клин, как и всякую простую машину, требуется не уравновесить, а заставить двигаться в нужном направлении. Только тогда он выполнит свою роль, например, расколет полено. В отличие от рычагов и блоков, при работе клина большую роль играет сила трения. В блоке и рычаге силы трения сравнительно малы. Для клина же силы трения между боковыми гранями и телом, в которое вгоняется клин (силы Рис. 150. Применение клипа для приподнимания тяжести Рис. 151. Винт с гайкой ( Типом простой машины, сходным с клином по принципу действия, является винт (рис. 151). Винт и навинченная на него гайка имеют винтовую резьбу; при вращении винта гайка перемещается вдоль него. Чтобы наглядно представить себе один виток резьбы винта, надо вообразить прямоугольный треугольник, навитый на цилиндр (рис. 152). Катет Рис. 152. Винт может быть представлен как прямоугольный треугольник, навитый на цилиндр При вращении винта резьба его нажимает на резьбу гайки и заставляет ее двигаться вдоль оси винта. Силами трения между винтом и гайкой часто можно пренебречь (так как их поверхности тщательно шлифуются и густо смазываются). Поэтому силы давления между нарезками винта и гайки направлены практически перпендикулярно к плоскости их соприкосновения. Со стороны винта на гайку действует сила Таким образом, угол клина, эквивалентного винту, определяется шагом винта и его диаметром. Винты, эквивалентные острому клину, делаются толстыми (большое При рассмотрении действия винтов для крепления надо учитывать силу трения: чтобы сдвинуть одно твердое тело вдоль другого, надо приложить некоторую минимальную силу, определяемую трением покоя (§ 64). Сила трения покоя, действующая между головкой винта и поверхностью, в которую винт завинчен, в случае туго затянутого винта может быть довольно значительна, так как она пропорциональна силам давления. Кроме того, она направлена вдоль резьбы винта. Так как большинство толчков и усилий направлено по оси винта, то составляющая их вдоль резьбы винта незначительна и тем меньше, чем меньше шаг винта. Поэтому скрепляющее действие винтов и шурупов обычно бывает очень велико, т. е. требуются большие и повторные толчки вдоль оси, чтобы повернуть винт и расслабить винтовое крепление. В большинстве случаев винт поворачивается при помощи более или менее длинной ручки, приделанной к нему (пресс) или рукоятки ключа, надеваемого на головку винта. В таком случае мы имеем соединение двух простых машин — ворота и винта (клина).
Рис. 153. Домкрат Рис. 154. Винтовой пресс 85.1. Рассмотрите простые машины, принципы которых использованы в велосипеде (руль, педаль, передача). В каких из них добиваются выигрыша в силе, а в каких — выигрыша в скорости?
|