▷ Что такое машина?

В этой статье объясняется, что такое машины. Таким образом, вы узнаете, что такое машина, каковы ее части и какие существуют типы машин.

Что такое машина?

Машина – это механическая система, выполняющая определенное действие. То есть машина – это устройство, состоящее из совокупности объединенных механических элементов, работа которых облегчает выполнение работы.

Например, гидравлический пресс – это машина, которая используется для сжатия различных видов материалов и их уплотнения. Итак, с помощью этой машины можно выполнить работу, которую было бы невозможно выполнить человеческими силами.

Энергия, необходимая машине для работы, может быть разных видов: механическая, химическая, тепловая энергия и т. д. Хотя в настоящее время подавляющее большинство машин получают энергию от электродвигателя.

Важно отличать понятие машины от понятия машины. Машина — это отдельное устройство, выполняющее действие, тогда как термин «машина» относится к набору машин, используемых для одной и той же цели.

Части машины

Машина состоит из следующих элементов:

Механизм : это все части машины, которые преобразуют подаваемую энергию в работу, для которой машина была предназначена.
Двигатель : это часть машины, которая обеспечивает энергию, необходимую для выполнения работы.
Структура (или шасси) : это часть машины, которая поддерживает все остальные компоненты машины.
Корпус : это часть машины, которая защищает устройство. Обычно он имеет форму, специфичную для машины, чтобы облегчить его использование и обеспечить возможность крепления к другим элементам.
Компоненты безопасности : это части машины, которые не способствуют достижению цели машины, а скорее предназначены для защиты людей, использующих машину.
Электронная схема : набор кабелей, датчиков и электрических устройств, которые помогают машине работать.
Индикаторы и экраны . Некоторые машины имеют индикаторы или экраны для взаимодействия с пользователем и предупреждения его об ошибках или определенных ситуациях.

Типы машин

В зависимости от количества шагов, необходимых машине для выполнения своего назначения, машины подразделяются на простые и составные.

Простая машина : машина, выполняющая свою работу за один шаг. Таким образом, работа машин этого типа проста, даже если они могут включать в себя несколько механических элементов. Например: рычаг, шкив, клин.
Составная машина : машина, которая требует нескольких шагов для достижения своей полезности. Сложная машина состоит из нескольких простых машин, соединенных последовательно. Например: велосипед, кран, часы.

С другой стороны, машины также можно классифицировать в зависимости от того, требуется ли им для работы электричество:

Ручная машина : механизм этого типа машины является нажимным, поэтому для работы машины необходимо приложить силу. Например: рычаг, шкивная система, клин.
Электрическая машина : для работы машины требуется электрический ток. Электричество может генерироваться с помощью внешнего источника питания или аккумулятора. Машины такого типа обычно имеют встроенный двигатель, что делает их более шумными. Например: компьютер, телевизор.

Простая машина

Простая машина — это тип машины, которая позволяет изменять величину или направление силы. Проще говоря, простая машина — это механическое устройство, используемое для приложения силы с меньшими усилиями и с большей комфортностью.

Например, рычаг представляет собой простую машину. Рычаг — это простая машина, поскольку он позволяет поднимать тяжелый предмет, прилагая гораздо меньше усилий, чем если бы вы поднимали его без рычага.

Короче говоря, простые машины можно определить как простейшие механизмы, обеспечивающие механическое преимущество.

➤ Чтобы узнать больше: Простая машина

составная машина

Сложная машина , также называемая составной машиной , представляет собой машину, состоящую из набора простых машин. Проще говоря, составная машина — это механическое устройство, объединяющее несколько простых машин, соединенных последовательно.

Композитные машины используются для достижения большего механического преимущества. Объединив несколько простых машин, можно достичь более высокой результирующей силы, что облегчает манипулирование тяжелыми предметами.

Таким образом, работа сложной машины включает последовательное соединение нескольких простых машин, так что результирующая сила, создаваемая одной простой машиной, активирует другую. Таким образом, пользователю нужно лишь приложить необходимые усилия, чтобы активировать первую простую машину.

➤ Чтобы узнать больше: Композитная машина

Механическое преимущество машины

Механическое преимущество машины — это параметр, который показывает, насколько усиливается сила, приложенная к машине. Таким образом, механическое преимущество указывает на взаимосвязь между входной силой и выходной силой.

Математически механическое преимущество машины определяется как отношение результирующей силы к приложенной силе.

$VM=\cfrac{F_r}{F_a}$

Механическое преимущество также можно рассчитать, разделив скорость приложенной силы на скорость движения груза. Аналогично, это выражение также эквивалентно смещению точки приложенной силы, деленному на перемещение груза:

$VM=\cfrac{F_r}{F_a}=\cfrac{v_a}{v_r}=\cfrac{d_a}{d_r}$

Тогда из формулы механического преимущества можно вывести следующие соотношения:

VM>1 : результирующая сила больше приложенной силы, поэтому машина увеличивает величину силы. С другой стороны, расстояние, пройденное грузом, меньше расстояния, пройденного точкой приложения силы.
VM<1 : результирующая сила меньше приложенной силы, поэтому машина уменьшает значение силы. Однако мы получим смещение нагрузки, большее, чем смещение, произведенное в точке приложения силы.
VM=1 : результирующая сила машины равна силе, действующей на нее. Перемещения груза и точки приложения силы также идентичны. Хотя эти типы механических тренажеров не дают механического преимущества, они обычно используются для более комфортного укрепления мышц. Например, простой блок позволяет поднимать вес с помощью направленной вниз силы, что облегчает подъем груза.

Машина и механизм

Наконец, мы углубимся в разницу между машиной и механизмом, ведь это два понятия, которые часто путают.

Механизм – это совокупность механических элементов, позволяющих человеку с меньшими усилиями и более комфортно выполнять работу.

Итак, механизм – это часть, выполняющая действие машины, то есть механизм машины – это совокупность частей, которые в совокупности совершают работу.

Однако машина состоит из нескольких компонентов. Таким образом, механизм является еще одной частью машины.

Короче говоря, понятие машины включает в себя понятие механизма, но его значение не то же самое, поскольку машины обычно состоят из нескольких компонентов.

➤ Чтобы узнать больше: Что такое механизм?