1.2 -Enkla maskiner åk7

tillbaka teknikens grunder

Klicka och lyssna här på sidorna i läroboken De enkla maskinerna s.25-29  Hävstången och hjulet s. 30-37

När du har läst det här avsnittet skall du:

  • Kunna mekanikens gyllene regel och kunna ge exempel på hur den används.
  • Ha reflekterat över några användningsområden för det lutande planet, kilen och skruven, nu och för längesedan.
  • Förstå hur man praktiskt kan använda lutande planet, kilen, och skruven.
  • Kunna följande begrepp: enkla maskiner, lutande planet, skruven, kil, hävstång, hjulet, kraftvinst.

Texten är skriven utifrån Wiki men motsvarar läroboken. http://sv.wikipedia.org/wiki/Enkel_maskin

De fem enkla maskinerna: Det lutande planet, kilen, skruven, hävstången och hjulet

Mekanikens gyllene regel: Det man vinner i kraft förlorar man i väg. Person A behöver inte använda lika stor kraft som person B för att få upp vagnen på höjden, dock behöver vagnen transporteras en längre sträcka.

Det lutande plan är en lösning som hjälper att flytta något tungt från en lägre nivå till en högre nivå. Vägen blir längre men det krävs mindre energi.

Visa platser skulle du inte kunna komma till om det inte fanns ett lutande plan. Lutande planet benämns också som En ramp, att använda en ramp är då lättare och tar mindre energi än att lyfta något.

Det lutande planet användes till exempel när egyptierna skulle bygga pyramider då de istället för att lyfta upp stenblocken drog upp dem för sluttningar. För att nå 50m upp så behövde rampen vara 500m lång. Hur lång hade rampen varit för att nå Cheopspyramiden topp 138,8m upp? På filmerna kan ni se olika tankar om hur en ramp kunde varit konstruerad. Exempel på lutande plan är också serpentinvägar i branta berg cykelramper, gångramp, ramp vid tröskeln,

En skruv använder sig också av ett lutande plan som är virat runt skruven.

kolla filmen det lutande planet

Fördjupad läsning: Hur byggdes pyramiden? Det finns många olika teorier om detta

http://youtu.be/YTgxGJfXRQ0 Innreramp i pyramid

http://youtu.be/zfYFwXqknjM  Pyramider Egypten

Kil har formen av en triangel och är tekniskt sett är två  lutande plan som läggs ihop till kilen. Kilar används för att dela på saker (separera på kroppar), detta genom att tillföra en kraft mot kilens breda ände drivs kilen in. Kilen kan då, med liten kraft, ganska lätt dela på något.

Kilen används också för att hålla fast saker, som en låsning genom att tillföra en kraft mot kilens breda ände drivs kilen in.

Kraften kilen kan skapa (Kraftförstärkningen) beror på förhållandet mellan kilens längd och dess tjocklek och påskjutande kraft mot kilens breda ända. En trubbig kil gör jobbet snabbare än en spetsig kil, men kräver i gengäld mer kraft för arbetet. Kilens ursprung är okänt eftersom den har använts i över 9000 år. I det forntida Egyptens stenbrott, användes bronskilar för att bryta loss stenblock till byggen. Även Träkilar, som svällde efter att ha mättats med vatten har nyttjats.

Exempel på verktyg som använder kilens principer är spiken, kniven, huggmejseln och yxan. Kilar kan även användas för att hålla fast föremål, till exempel ett dörrstopp men även komponenter i maskiner. Inom klättring används kilar för att säkra klättraren i berget. Kilen kilas fast i sprickor och i kilen sätts en karbinhake i vilken repet klipps i.

En skruv är (en förbandskomponent), en del som används för att sätta samman två olika delar. Du har säkert använt en skruv flera gånger utan att tänka på vad det är mer än en skruv. Skruven består av en kärna, en lång kil (skruven är spetsig och tjockare som kilen) runt kärna är det en gänga det vill säga ett spiralvridet spår, taggar, som går runt kärnan, detta spår är ett lutande plan som är vridit runt kilen.

Det finns olika skruvar för olika ändamål. Skruvprincipen har använts i tusentals år, och en från antiken känd applikation är Arkimedes skruv, en transportskruv som används än idag. Sammanfattningsvis kan man säga att med skruven håller man fast olika saker.

Kolla filmen om skruven

Klicka och lyssna här på sidorna i läroboken Hävstången och hjulet s. 30-37

Hävstången är ett oböjligt föremål som används tillsammans med en lämplig vridningspunkt för att öka eller minska kraften.

Man skiljer på enarmade och tvåarmade hävstänger.

På en enarmad hävstång finns den påverkande kraften och den resulterande kraften på samma sida om vridningspunkten. Det går åt stor kraft att använda en enarmad hävstång. Den pressas uppåt för att få kraften att förflytta sig. Exempel på tillämpningar där den resulterande kraften finns mellan den påverkande är: skottkärra, skruvnyckel, paddel, hammare o.s.v.

På en tvåarmad hävstång finns det (en vridningspunkt), en plats där kraften ändrar riktning. På bilden ser du en liten sten mellan pinnen och marken, det är vridningspunkten. Hävstången pressas nedåt med lite kraft och vid lilla stenen andras ritningen och den korta delen av hävstången lyfter med stor kraft. Avståndet från vridningspunkten avgör hur stor kraften i andra ändan blir. Hävstången går igen i många mekaniska tillämpningar och användes som ett viktigt verktyg för kraftutväxling redan under forntiden. Exempel på användningar: en tång, sax har vridningspunkten där den är hopsatt , åra har vridningspunkten där den sitter fast på båtens reling, cykelstyrets vridningspunkt är då i styrstången. Kolla filmen om hävstänger

Ett hjul är en den sista av de fem enkla maskinerna och bruka anses vara en av de äldsta uppfinningarna. 

Hjulet på bilden är tagen på Oslos vikingamuseum av Mikael. Kärrans och hjulen är från vikingagrav i Norge och tillverkade år 820. Se likheten på hjulet med dagens hjul.

Hjulet är en cirkel-, eller cylinderformad konstruktion för att underlätta en förflyttning på slät mark (en linjär rörelse, eller omvandla en linjär rörelse till rotationsrörelse.) Omkretsen på hjulet avgör hur långt du kommer varje gång kraft tillförs hjulet. Alltså lång mekanikens gyllene regel igen.  Mellan två ytor som rör sig mot varandra finns det friktion. Se exemplet med stenen som dras upp för det lutande planet. För att minska fiktionen används hjul. Hjulet används för att sätta ett fordon i rörelse (vagnshjul), hjul används för att överföra krafter till andra hjul det kan vara med kugghjul, remskivor. även bevara energi (svänghjul) i bilmotorn, vägguret med mera.

Kolla filmen om friktion

Fördjupning Ibland brukar man tala om ytterligare några enkla maskiner som är byggda utifrån de första enkla maskinerna.

Block kallas en enkel konstruktion som kan användas ensamt för att ändra riktning på en dragkraft, eller i par som en talja i en hissanordning som ger utväxling mellan kraft och väg, Blocket består av ett fast blockhus, i vilket ett eller flera hjul är parallellt upphängda. Ett rep eller en vajer fästs vid det ena blocket och får sedan löpa fram och tillbaka mellan blocken, turvis runt de båda blockens hjul. Det man vinner i lyftkraft får tas igen i ökad längd lina att dra hem.

Kolla filmen om block

Kugghjulen är också en utveckling av hjulet. Hjulet har ett antal kuggar, små kilar som i in tur är små lutande plan. Deras vanligaste uppgift är att överföra rörelseenergi mellan roterande axlar. Kugghjulen tillverkar man i olika storlek för att sedan kunna använda sig av mekanikens gyllene regel. Lång väg och mindre kraft. Kugghjulen förekommer bland annat i urverk och andra maskiner. kugghjul kallas i vissa fall även för drev, pinjong eller kuggkrans. Med en kuggrem/kedja kan kugghjul med olika antal kuggar användas för utväxling, exempelvis i drivlinan på en cykel. På en cykel använder man sig av större och mindre kugghjul för att underlätta cyklingen. Ett stort drev fram och litet bak kan ju betyda att du trampar ett varv och bakre drevet snurrar tre varv och då cyklar du bekvämt framåt. Skall det då gå lätt i uppförsbacken kan du behöva växla till ett stort drev bak och det blir ett varv fram och ett varv bak.

Kolla filmen om kugghjul

Saker att testa

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *