Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Gurudumu na mhimili

Dirisha ni maombi maalumu ya gurudumu na mduara.

Gurudumu na mchele ni moja ya mitambo sita rahisi inayojulikana na wanasayansi wa Renaissance kutoka kwenye maandiko ya Kigiriki kwenye teknolojia. [1] Gurudumu na shimoni zinajumuisha gurudumu lililounganishwa na mchele mdogo ili sehemu hizo mbili zimezunguka pamoja ambazo nguvu zinahamishwa kutoka kwa moja hadi nyingine. Bawaba au kuzaa inasaidia axle, kuruhusu mzunguko. Inaweza kuimarisha nguvu; nguvu ndogo kutumika kwa pembeni ya gurudumu kubwa inaweza hoja mzigo mkubwa masharti ya axle.

Gurudumu na mhimili inaweza kutazamwa kama toleo la lever , na nguvu ya gari imetumika tangentially kwa mzunguko wa gurudumu na nguvu ya mzigo imetumiwa kwa mhimili, kwa mtiririko huo, unaozingatiwa karibu na mrengo ambao ni fulcrum. Faida ya mitambo ya gurudumu na mhimili ni uwiano wa umbali kutoka kwa fulcrum hadi mizigo iliyowekwa, au ni kitu gani kilicho sawa na uwiano wa kipenyo cha gurudumu na mduara. [2] Maombi makubwa ni katika magari ya magurudumu , ambayo gurudumu na mhimili hutumiwa kupunguza msuguano wa gari la kusonga na ardhi. Mifano mingine ya vifaa ambazo hutumia gurudumu na mhimili ni capstans , anatoa ukanda na gia .

Vipande vya Capstan viingizwa kwenye mji wa Capstan hutoa fursa ya mitambo ya gurudumu na mchele ili kuinua nanga.
Kugeuka doorknob huzunguka spindle ambayo hatua latch.
Maji ya maji yanayoendesha gari la kamba ili kuinua mizigo katika madini ya kati.

Yaliyomo

Historia

Halaf utamaduni wa 6500-5100 KK imekuwa sifa kwa depiction ya mwanzo ya gari tairi. [3]

Maandalizi ya magurudumu, inayojulikana kama "tournettes" au "magurudumu ya polepole", yalijulikana katika Mashariki ya Kati na karne ya 5 KWK (moja ya mifano ya kwanza iligunduliwa katika Tepe Pardis, Iran , na ilifikia 5200-4700 KWK). Hizi zilifanywa kwa jiwe au udongo na zimehifadhiwa chini kwa nguruwe katikati, lakini ilihitaji jitihada za kugeuka. Magurudumu ya kweli yalikuwa yanayotumika huko Mesopotamia hadi mwaka wa 3500 KWK na labda mapema 4000 KWK, [4] na mfano wa zamani zaidi uliopatikana huko Ur (siku ya leo ya Iraki ), inafika hadi mwaka wa 3100 KWK.

Ushahidi wa magari ya magurudumu huonekana katika nusu ya pili ya milenia ya 4 KWK , karibu na wakati huo huo huko Mesopotamia (ustaarabu wa Sumerian ), Caucasus ya kaskazini ( utamaduni wa Maykop ) na Ulaya ya Kati ( utamaduni wa Cucuteni-Trypillian ).

Dhihirisho la kwanza la gari la magurudumu (magurudumu-nne, axles mbili) ni kwenye sufuria ya Bronocice , ca. 3635-3370 KADI ya chombo cha kauri, kilichopatikana katika makazi ya utamaduni wa Funnelbeaker kusini mwa Poland. [5]

Mfano wa zamani kabisa wa gurudumu la mbao na mhimili wake ulipatikana mwaka wa 2002 katika Ljubljana Marshes umbali wa kilomita 20 kusini mwa Ljubljana , mji mkuu wa Slovenia. Kulingana na uhusiano wa radiocarbon , ni kati ya umri wa miaka 5,100 na 5,350. Gurudumu lilifanyika kwa majivu na mwaloni na ilikuwa na rafu ya 70 cm na shimo ni urefu wa 120 cm na kufanywa kwa mwaloni. [6]

Katika Misri ya Kirumi , Hero wa Aleksandria alitambua gurudumu na mchele kama moja ya mashine rahisi kutumika kuinua uzito. [7] Hii inadhaniwa imekuwa katika mfumo wa kioo kilicho na kamba au pulley iliyounganishwa na pipa ya cylindrical ambayo hutoa faida ya mitambo kuimarisha kamba na kuinua mzigo kama vile ndoo kutoka kwenye kisima. [8]

Faida ya Mitambo

Mashine rahisi inayoitwa gurudumu na mhimili ina maana ya mkutano uliofanywa na diski mbili, au mitungi, ya upeo tofauti uliowekwa ili waweze kuzunguka pamoja karibu na mhimili huo huo. Fimbo nyembamba ambayo inahitaji kugeuka inaitwa axe na kitu pana kwa axle, ambayo sisi kutumia nguvu inaitwa gurudumu. Nguvu ya tangential inayotumiwa kwa pembe ya disk kubwa inaweza kutumia nguvu kubwa kwenye mzigo unaohusishwa na mhimili, kufikia faida ya mitambo . Ikiwa hutumiwa kama gurudumu la gari la magurudumu silinda ndogo ni sarafu ya gurudumu, lakini inapotumiwa katika milima , vichwa , na matumizi mengine yanayofanana (angalia upigaji wa madini wa katikati hadi kulia) silinda ndogo inaweza kuwa tofauti na mviringo uliowekwa katika fani. Haiwezi kutumika peke yake. [9] [10]

Kwa kuchukulia gurudumu na axle haina kutokomea au kuhifadhi nishati, yaani haina msuguano au elasticity , nguvu pembejeo na nguvu kutumika kwa gurudumu lazima ziwe sawa pato nguvu katika axle. Kama gurudumu na mfumo wa mzunguko huzunguka kuzunguka kwake, inaelezea mzunguko, au makali, ya hoja ya gurudumu kwa kasi zaidi kuliko pointi juu ya mzunguko, au makali ya shimo. Kwa hiyo, nguvu inayotumiwa kwa makali ya gurudumu lazima iwe chini ya nguvu inayotumiwa kwa makali ya mhimili, kwa sababu nguvu ni bidhaa ya nguvu na kasi. [11]

Hebu na b na umbali kutoka katikati ya kuzaa kwa pembe za gurudumu A na axle B. Kama pembejeo nguvu F A inatumika kwa makali ya gurudumu A na nguvu F B katika makali ya axle B ni pato, basi uwiano wa kasi ya pointi A na B hutolewa na / b , hivyo uwiano wa nguvu ya pato kwa nguvu ya pembejeo, au faida ya mitambo , hutolewa na

Faida ya mitambo ya mashine rahisi kama gurudumu na mhimili ni computed kama uwiano wa upinzani kwa jitihada. Uwiano mkubwa zaidi wa kuzidisha nguvu (wakati) ulioundwa au umbali umefikia. Kwa kutofautiana radii ya axle na / au gurudumu, kiasi chochote cha faida ya mitambo inaweza kupatikana. [2] Kwa namna hii, ukubwa wa gurudumu inaweza kuongezwa kwa kiwango kibaya. Katika kesi hii mfumo au mchanganyiko wa magurudumu (mara nyingi hutumiwa, yaani, gears ) hutumiwa. Kama gurudumu na mchele ni aina ya lever, mfumo wa magurudumu na axles ni kama lever ya kiwanja. [12]

Bora faida mitambo

Faida ya mitambo ya gurudumu na mhimili bila msuguano inaitwa faida bora ya mitambo (IMA). Imehesabiwa kwa formula ifuatayo:

Halisi faida ya mitambo

Magurudumu yote halisi yana msuguano, ambayo huondoa baadhi ya nguvu kama joto. Faida halisi ya mitambo (AMA) ya gurudumu na mhimili ni mahesabu kwa formula ifuatayo:

wapi

ni ufanisi wa gurudumu, uwiano wa pato la umeme kwa pembejeo ya nguvu

Marejeleo

  1. ^ Wheel and Axle, The World Book Encyclopedia, World Book Inc., 1998, pp. 280-281
  2. ^ a b Bowser, Edward Albert, 1890, An elementary treatise on analytic mechanics: with numerous examples. (Originally from the University of Michigan) D. Van Nostrand Company, pp. 190
  3. ^ V. Gordon Childe (1928). New Light on the Most Ancient East . p. 110.
  4. ^ D. T. Potts (2012). A Companion to the Archaeology of the Ancient Near East . p. 285.
  5. ^ Anthony, David A. (2007). The horse, the wheel, and language: how Bronze-Age riders from the Eurasian steppes shaped the modern world . Princeton, N.J: Princeton University Press. p. 67. ISBN 0-691-05887-3 .
  6. ^ Aleksander Gasser (March 2003). "World's Oldest Wheel Found in Slovenia" . Government Communication Office of the Republic of Slovenia . Retrieved 19 August 2010 .
  7. ^ Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions . USA: Courier Dover Publications. p. 98. ISBN 048625593X .
  8. ^ Elroy McKendree Avery, Elementary Physics , New York : Sheldon & Company, 1878.
  9. ^ Prater, Edward L. (1994), Basic Machines , Naval Education and Training Professional Development and Technology Center, NAVEDTRA 14037
  10. ^ Bureau of Naval Personnel, 1971, Basic Machines and How They Work , Dover Publications.
  11. ^ J. J. Uicker, G. R. Pennock, and J. E. Shigley, 2003, Theory of Machines and Mechanisms, Oxford University Press, New York.
  12. ^ Baker, C.E. The Principles and Practice of Statics and Dynamics … for the Use of Schools and Private Students. London: John Weale, 59, High Holborn. 1851 pp. 26-29 read online or download full text

Rasilimali za ziada

Mashine ya Msingi na Jinsi Wanavyofanya Kazi, Marekani. Ofisi ya Watumishi wa Naval, Courier Dover Publications 1965, pp. 3-1 na kufuata hakikisho online