В сложную машину входят комбинации простых механизмов. Зная принципы действия простых механизмов, легко разобраться в работе сложной машины. Основными простыми механизмами являются рычаг, ворот и блок.
Рычаг- это простой механизм
Ворот, служащий для поднятия груза, известен с древних времен и сейчас еще используется для подъема ведра с водой из колодца. Усилием руки создается вращающий момент, равный произведению этого усилия на длину рукоятки. Вращающему моменту противодействует момент от натяжения каната, равный произведению силы натяжения каната на радиус вала ворота. Во сколько раз длина рукоятки ворота больше радиуса вала ворота, во столько раз усилие руки, вращающей ворот, меньше силы, натягивающей канат.- Простой механизм
Дано: q₁ = + 8 нКл = + 8*10⁻⁹ Кл q₂ = - 6 нКл = - 6*10⁻⁹ Кл a= 4 см = 0,04 м b = 3 см = 0,03 м c = 5 см = 0,05 м ____________ F - ? E - ? φ - ?
1) Заметим сразу, что треугольник ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ, или как его называют "египетский": 3²+4²=5² Причем угол С - прямой. Найдем силу взаимодействия между зарядами (смотри рисунок) Эти заряды разных знаков, поэтому ПРИТЯГИВАЮТСЯ Модуль силы: F = k*q₁*q₂/c² = 9*10⁹*8*10⁻⁹*6*10⁻⁹/(0,05)² ≈ 0,17 мН
2) Найдем напряженности
Е₁ направлен от q₁: E₁ = k*q₁/b² = 9*10⁹*8*10⁻⁹/(0,03)² ≈ 80 кВ/м
Е₂ направлен к q₂ E₂ = k*q₂/а² = 9*10⁹*6*10⁻⁹/(0,04)² ≈ 33,8 кВ/м
По принципу суперпозиции (здесь можно по теореме Пифагора:) E² = E₁²+E₂² ≈ 7542 E = √(7542) ≈ 86,8 кВ/м
3) Находим потенциал в вершине с: φ₁=k*q₁/b = 9*10⁹*8*10⁻⁹/0,03 = 2400 B φ₂=k*q₂/a = 9*10⁹*6*10⁻⁹/0,04 = 1350 B φ = φ₁ + φ₂ = 3 750 В или 3,75 кВ
Рычаг- это простой механизм
Ворот, служащий для поднятия груза, известен с древних времен и сейчас еще используется для подъема ведра с водой из колодца. Усилием руки создается вращающий момент, равный произведению этого усилия на длину рукоятки. Вращающему моменту противодействует момент от натяжения каната, равный произведению силы натяжения каната на радиус вала ворота. Во сколько раз длина рукоятки ворота больше радиуса вала ворота, во столько раз усилие руки, вращающей ворот, меньше силы, натягивающей канат.- Простой механизм
Блок-простой механизм
Это и делает подьемный кран простым механизмам
q₁ = + 8 нКл = + 8*10⁻⁹ Кл
q₂ = - 6 нКл = - 6*10⁻⁹ Кл
a= 4 см = 0,04 м
b = 3 см = 0,03 м
c = 5 см = 0,05 м
____________
F - ?
E - ?
φ - ?
1)
Заметим сразу, что треугольник ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ, или как его называют "египетский":
3²+4²=5²
Причем угол С - прямой.
Найдем силу взаимодействия между зарядами (смотри рисунок)
Эти заряды разных знаков, поэтому ПРИТЯГИВАЮТСЯ
Модуль силы:
F = k*q₁*q₂/c² = 9*10⁹*8*10⁻⁹*6*10⁻⁹/(0,05)² ≈ 0,17 мН
2)
Найдем напряженности
Е₁ направлен от q₁:
E₁ = k*q₁/b² = 9*10⁹*8*10⁻⁹/(0,03)² ≈ 80 кВ/м
Е₂ направлен к q₂
E₂ = k*q₂/а² = 9*10⁹*6*10⁻⁹/(0,04)² ≈ 33,8 кВ/м
По принципу суперпозиции (здесь можно по теореме Пифагора:)
E² = E₁²+E₂² ≈ 7542
E = √(7542) ≈ 86,8 кВ/м
3) Находим потенциал в вершине с:
φ₁=k*q₁/b = 9*10⁹*8*10⁻⁹/0,03 = 2400 B
φ₂=k*q₂/a = 9*10⁹*6*10⁻⁹/0,04 = 1350 B
φ = φ₁ + φ₂ = 3 750 В или 3,75 кВ