Положение рычагов на ниве: Как переключать передачи и раздатку Нива ВАЗ 21213, 21214, 2131 lada 4×4

Содержание

Рычаги управления на ниве

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Рычаги раздаточной коробки и их положения

Рычаг переключения передач в раздаточной коробке
может занимать следующие положения:

Н – низшая передача;

N – нейтральное положение;

В – высшая передача.

Рычаг блокировки дифференциала в раздаточной коробке может занимать следующие положения:

Р – дифференциал разблокирован;

Б – дифференциал заблокирован.
При переводе рычага в это положение в комбинации приборов загорается сигнализатор, предупреждающий о блокировке дифференциала.

ПРИМЕЧАНИЕ
Переключение передач с низшей на высшую и блокировку дифференциала можно производить в движении при выключенном сцеплении.

Низшую передачу в раздаточной коробке рекомендуется включать после полной остановки автомобиля и с отключенным от трансмиссии двигателем.

Для преодоления труднопроходимых участков дороги заблаговременно блокируйте дифференциал. Не блокируйте дифференциал в тот момент, когда колёса автомобиля пробуксовывают. После преодоления таких участков дифференциал разблокируйте – движение автомобиля по хорошим дорогам с блокированным дифференциалом сокращает срок службы механизмов силовой передачи, увеличивает износ шин и расход топлива, а при торможении автомобиля может привести к заносу.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ КПП

Схема переключения передач (нанесена также на рукоятке)

Перед началом движения проверьте положение рычагов раздаточной коробки – оно должно соответствовать дорожным условиям. Движение начинайте на первой передаче и по мере роста частоты вращения коленвала своевременно переходите на высшие передачи.

Вовремя и в соответствии с дорожной обстановкой, переходите на низшую передачу в КПП, не допуская перегрузки двигателя.

Для движения задним ходом нажмите на рычаг переключения передач, утопив его до упора и переведите в положение, соответствующее включению задней передачи. Заднюю передачу включайте только при полностью остановленном автомобиле.

Переключатель наружного освещения
При нажатии на нижнее плечо клавиши до первого фиксированного положения включаются габаритные огни, а до второго фиксированного положения – дополнительно ставятся под напряжение цепи фар. Специальная лампа в переключателе при этом подсвечивает клавишу.

Переключатель электровентилятора отопителя
Находится под напряжением при включенном зажигании. При нажатии на нижнее плечо клавиши до первого фиксированного положения включается малая скорость электровентилятора, а до второго фиксированного положения – высокая скорость. Специальная лампа в переключателе при этом подсвечивает клавишу.

Выключатель обогрева заднего стекла
Находится под напряжением при включенном зажигании. Обогрев заднего стекла включается нажатием на нижнее плечо клавиши. Если включено освещение приборов, лампа оранжевого цвета подсвечивает клавишу выключателя.

Выключатель задних противотуманных огней
Находится под напряжением при включенном свете фар. Противотуманные огни включаются в условиях ограниченной видимости (туман, снег, ливень) нажатием на нижнее плечо клавиши.

Рычаг стояночного тормоза
Перемещением рычага вверх приводятся в действие колодки тормозов задних колес. Для возвращения рычага в исходное положение нажмите на кнопку 22 и опустите рычаг.

Прикуриватель
Для пользования нажмите кнопку до фиксированного положения. Примерно через 15 с патрон автоматически вернется в исходное положение, готовый к применению. При включенном освещении приборов специальная лампа подсвечивает гнездо прикуривателя.

Переключатель очистителя и омывателя заднего стекла
Находится под напряжением при включенном зажигании. При нажатии на нижнее плечо клавиши до первого фиксированного положения включается стеклоочиститель, а до второго нефиксированного положения – дополнительно включается омыватель.

Контрольная лампа прикрытия воздушной заслонки карбюратора
Загорается оранжевым светом при включении зажигания когда вытянута на себя рукоятка 30.

Выключатель аварийной сигнализации
При нажатии на кнопку включается мигающий свет указателей поворота и контрольной лампы в самой кнопке. Аварийная сигнализация выключается при повторном нажатии на кнопку.

Регулятор освещения приборов
Вращением рукоятки регулируется яркость освещения приборов, если включено наружное освещение.

Гидрокорректор фар
Вращением рукоятки в зависимости от загрузки автомобиля корректируется угол наклона пучка света так, чтобы на ближнем свете фар не ослеплялись водители встречного транспорта. Положение рукоятки в порядке увеличения диаметров кружков на шкале гидрокорректора означают:
– один водитель;
– все места заняты;
– все места заняты плюс груз в багажном отделении до допустимой нагрузки на заднюю ось;
– один водитель плюс груз до допустимой нагрузки на заднюю ось.

При других вариантах загрузки без превышения полезной массы подбирается промежуточное положение рукоятки.

Относительно сложная схема распределения момента от ДВС на колеса объясняется универсальным предназначением Нива 2121 – при грамотном использовании на ней комфортно передвигаться в городе и по раскисшему проселку.
Обеспечиваются подобные свойства наличием раздаточной коробки с блокировкой межосевого дифференциала, дополняющих 4- или 5-ступенчатую «механику», в зависимости от года выпуска. Рычаг, находящийся ближе к торпедо, отвечает за отключение/включение межосевого дифференциала, второй «малый» рычаг управляет демультипликатором и имеет 3 положения: повышенный и пониженный ряды, а также нейтраль.

Устройство и принцип действия раздатки Нива 2121

Механизм раздаточной коробки включает более 60-ти самостоятельных деталей, что подтверждает представленный чертеж. Поэтому вполне благоразумно назвать основные элементы и их предназначение.

Корпус Корпус дифференциала Валы Муфты Сальники Сателлиты Шестерни Фланцы Рычаги

Пара шестерен плотно посажены на ведущем валу, одна из них (большая) предназначена для высшей передачи, вторая (маленькая) – отвечает за пониженную. На них выточены зубцы с прямым и косым профилем. Первые – контактируют с муфтой, вторые – с промежуточным валом. Включение того или иного ряда приводит в движение по ступице в горизонтальном направлении муфты, после чего она соединяется с шестерней на ведущем валу раздатки.

Промежуточное положение отключает коробку (редуктор разомкнут), передвижение авто в этом режиме невозможно. Для управления дифференциалом предназначена передняя косозубая шестерня на промежуточном валу. Включение блокировки, или жесткая сцепка валов приводов обоих осей, осуществляется через муфту. Конструкция характерна для модификаций 21213 и 21214, причем последняя дополнительно комплектуется приводом датчика скорости.

В действующем состоянии (при подключенной понижающей передаче раздатки) передаточное число на первой ступени изменяется с 4,4 до 7,83, второй – с 2,52 до 4,58, третьей – с 1,63 до 2,9, на четвертой – с 1,2 до 2,14, пятой – с 0,98 до 1,75, что выражается в увеличении тягового усилия на колесах.

Как пользоваться раздаткой с демультипликатором на Ниве 2121

Нормальное положение для ручек РК, обеспечивающее адекватное поведение на дороге хорошего качества:

Передняя – от себя Задняя – к себе

Включение специального режима работы трансмиссии производится не за долго до того, как автомобиль начнет преодолевать препятствие (колея, грязь, брод или подъем).

Переход на низший ряд необходимо выполнять, остановившись. Возвращение на высшую передачу допускается на ходу, хотя и вызывает проблемы у новичков из-за отсутствия привычного синхронизатора.
Несколько сложнее правильно обращаться с принудительной ручной блокировкой межосевого дифференциала. Она, напротив, включается при небольшом (до 20 км/ч) движении машины из-за несовпадения пазов на блокирующей муфте, сателлитах и зубчатом венце. Для упрощенного включения рычага в нужное положение, учитывая устройство раздатки нива 2121, наберите небольшую скорость, после чего, покачивая руль, потяните рукоятку на себя.

Проблемы также могут возникнуть при отключении блокировки, поскольку зубья муфты буквально зацепляются за венец. Включите задний ход и, раскачивая руль, надавите на рычаг от себя. Данное действие производится сразу после преодоления сложного отрезка во избежание перегрузки КПП. Наиболее эффективно отключать дифференциал совместно с переходом на понижающие ступени. Остановить Ниву 4х4 сможет при этом только диагональное вывешивание колес, поскольку штатная межколесная блокировка не предусмотрена.

Выполняя перечисленные операции, нельзя давать волю физической силе. Попытка «протолкнуть» передачу с высокой вероятностью обернется дорогостоящим ремонтом.

Возможные проблемы

Жесткая эксплуатация, недостаточное внимание, как пользоваться раздаткой на ниве 2121, приводят к появлению:

Вибрации по кузову в движении Вибрации при старте Гула Шума при маневрировании Тугого включение режимов

Опыт показывает, что виной служат: недостаточный уровень масла, неправильная центровка РК, раскручивание крепления опор и повреждение резинок. Дополнительное влияние оказывает состояние кардана и самого двигателя.

Как правильно переключать передачи и раздатку Нива Шевроле

На автомобиле установлены пятиступенчатая коробка передач, раздаточная коробка с демультипликатором и блокируемым межосевым дифференциалом.

Коробкой передач управляйте согласно схеме переключений, нанесенной на рукоятку ее рычага.

Для того чтобы включить передачу, выжимаем до упора педаль сцепления и переводим рычаг в нужное положение.

Заднюю передачу включайте только при полностью остановленном автомобиле.

Для включения передачи заднего хода необходимо перевести рычаг переключения передач из нейтрального положения в крайнее правое и, надавив сверху вниз на рукоятку рычага, переместить его назад.

Рисунок 1.15. Схемы переключения рычагов трансмиссии: 1 – рычаг переключения передач; 2 – рычаг управления раздаточной коробкой

Рекомендуемые максимальные скорости движения автомобиля, км/ч

Пробег, км	Передача
Пробег, км	1	2	3	4	5
0-3000 (обкатка)	20	40	60	80	90
после 3000	30	50	70	90	100

Переключение раздаточной коробки

На рисунке 1.

15 приведены схемы переключения передач и положения рычага раздаточной коробки.

При выборе положений рычага 2 раздаточной коробки учитывайте условия эксплуатации автомобиля. Рычаг может занимать следующие положения:

I – включена высшая передача, дифференциал разблокирован;

II – нейтральное положение;

III – включена низшая передача, дифференциал разблокирован;

IV – включена высшая передача, дифференциал заблокирован;

V – нейтральное положение;

VI – включена низшая передача, дифференциал заблокирован.

Переключать передачи в раздаточной коробке с низшего ряда на высший можно в движении. При этом для переключения передач применяйте прием двойного выжима сцепления.

Низшую передачу в раздаточной коробке включайте только после полной остановки автомобиля или на небольшой скорости (1–5 км/ч).

Для преодоления крутых подъемов, при движении по слабым грунтам, а также для получения устойчивой минимальной скорости при движении по дорогам с твердым покрытием предварительно включайте низшую передачу в раздаточной коробке.

Для преодоления труднопроходимых участков дороги заблокируйте межосевой дифференциал, переключив рычаг в соответствующее положение (см. рисунок 1.15).

Включение блокировки межосевого дифференциала во время движения на высоких скоростях недопустимо, так как это неминуемо приведет к опасному заносу автомобиля.

Желательно блокировать дифференциал на скользком покрытии, для чего надо остановить автомобиль и проехать примерно 1 м в обратном направлении либо допустить частичную пробуксовку колес.

На твердом покрытии выполните движение по криволинейной траектории примерно 1 м, выключите сцепление и включите блокировку дифференциала.

Во избежание поломок трансмиссии:
– избегайте переключений при буксующих колесах;
– при затрудненном блокировании дифференциала не прикладывайте чрезмерные усилия, для четкого включения блокировки повторите процедуру блокировки;
– после преодоления труднопроходимых участков обязательно немедленно разблокируйте межосевой дифференциал – движение автомобиля с высокой скоростью по хорошим дорогам с заблокированным дифференциалом сопровождается ухудшением управляемости автомобиля, сокращает срок службы механизмов трансмиссии, увеличивает расход топлива и износ шин, а при торможении может привести к заносу автомобиля.

Рекомендация
Если разблокировка дифференциала на неподвижном автомобиле затруднена, выполняйте ее в прямолинейном движении задним ходом.

Как включить раздатку на ниве 4х4

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Рычаги раздаточной коробки и их положения

Рычаг переключения передач в раздаточной коробке
может занимать следующие положения:

Н — низшая передача;

N — нейтральное положение;

В — высшая передача.

Рычаг блокировки дифференциала в раздаточной коробке может занимать следующие положения:

Р — дифференциал разблокирован;

Б — дифференциал заблокирован.
При переводе рычага в это положение в комбинации приборов загорается сигнализатор, предупреждающий о блокировке дифференциала.

Для преодоления труднопроходимых участков дороги заблаговременно блокируйте дифференциал. Не блокируйте дифференциал в тот момент, когда колёса автомобиля пробуксовывают. После преодоления таких участков дифференциал разблокируйте — движение автомобиля по хорошим дорогам с блокированным дифференциалом сокращает срок службы механизмов силовой передачи, увеличивает износ шин и расход топлива, а при торможении автомобиля может привести к заносу.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ КПП

Схема переключения передач (нанесена также на рукоятке)

Перед началом движения проверьте положение рычагов раздаточной коробки — оно должно соответствовать дорожным условиям. Движение начинайте на первой передаче и по мере роста частоты вращения коленвала своевременно переходите на высшие передачи.

Видео

Только взял Нивыча 21213.Раздаткой пользоваться не умею,хотелось бы узнать у опытных «нивоводов» как и что.

0
Yaroslava_Saleev
03 мая 2012, 09:11

Makssh_Lukinih
03 мая 2012, 09:16
v
0

Husen_Kraft
03 мая 2012, 09:17
v
0

Sasha_Zyuzin
04 мая 2012, 00:39
v
0

Andryushka_Konaman
04 мая 2012, 10:45
v
0

объяснили человеку,как пользоваться выключателем, а что он дает не сказали!
рычаг дифференциала — при положении заблокирован (ручка ближе к водителю)дает одинаковый момент на передний и задний, в результате чего, если вывешено, скажем переднее левое колесо,момент, переданный зад мосту, сдвигает машину с места. и так, соответственно, со всеми вариантами вывешивания одного из колес. увы дифференциал блокируется только между мостами. из диагонального вывешивания ( когда по 1 колесу от мостов не имеет сцепление) так уже не выйдешь.
блокировать можно только в грязи, чтобы не было большого износа резины.
на асфальте дифф ДОЛЖЕН быть РАЗБЛОКИРОВАННЫМ, в противном случае возможен занос.

теперь про второй рычаг. от водителя положение пониженная передача, в сторону водителя повышенная. грубо говоря это и есть коробка передач, только без сихронизаторов(поэтому на ходу ей лучше не пользоваться). когда включена пониженная, все 5 скоростей обычной коробки как бы делятся на 2. т.е. 1 пониженная =0.5 приблиз обычной первой. используется это в том случае, когда нужно заехать на очень крутой подъем, либо вытащить что то тяжелое. понижайка в таких ситуациях бережет и движку и сцепление.

а вообще я сам до всего доходил методом тыка. только учиться понижайкой в пробках не советую. разгоняешься слишком быстро
свернуть ветку

Yaroslava_Saleev
04 мая 2012, 13:06
v
0

Никита > Лукиных
сегодня в 9:55
Короткий рычаг (тот что ближе к мотору) блокировка межосевого дифференциала. на себя заблокирован, от себя разблокирован. длинный рычаг (ближе к водителю) понижающая передача. На себя высшая, по середине нейтраль, от себя соответственно пониженая. все просто:)

Спасибо,но это я и сам знаю,мне нужно-где,когда и какой рыч включать.
свернуть ветку

Нива – автомобиль, который выпускается с 1977 года. Отличается он от других отечественных машин постоянным полным приводом. Что это означает, знают немногие автолюбители, хотя и наслышаны об этой особенности транспортного средства, схему устройства легко можно найти в интернете. Полный привод в Ниве обустроен для всех 4-х колес, а межосевой дифференциал блокирован. Состоит механизм из коробки передач, раздаточной коробки, рассчитанной на 2 ступени, и карданных валов, расположенных в передней и задней части машины. Также сюда входят передний и задний мосты.

Когда двигатель начинает вращаться, импульс поступает на коробку передач и раздаточную коробку, после чего крутящий момент распределяется к переднему и заднему мосту одновременно. После в действие приводятся редукторы, за ними начинают вращение передние и задние колеса Нивы. Крутящий момент заставляет вращаться сразу 4 колеса, поэтому его называют полным. Но ведущими все равно остаются задние колеса.

Зачем Ниве нужна блокировка

Дифференциал колеса – механизм, обеспечивающий автомобилю вращение колес с разной скоростью, при этом имеется в виду не переключение скоростей, и изменение на поворотах, когда одно колесо описывает малый диаметр, а другое – большой круг. При отсутствии дифференциала колеса в Ниве начали бы пробуксовывать, что чревато повреждением и быстрым истиранием резины.

Когда транспортное средство двигается по ровному дорожному полотну, тяга от мотора приходится на 4 колеса равномерно.

При пробуксовывании хотя бы одного колеса, что часто встречается на обледеневшей трассе, дифференциал прилагает больше усилий именно на буксующее колесо. В других легковушках такое устройство подразумевает установку на мосту ведущего типа. У Нивы он находится на других участках:

на заднем и переднем мостах;
по центру между осями, располагается около коробки передач и мостов.

Как включать блокировку дифференциала на Ниве

Нива и разные ее модификации позволяют приводить в действие сразу 3 дифференциала. Благодаря этому фактору проходимость транспортного средства повышается в разы при движении машины в сельской местности. Принудительный формат блокировки включает объединение между собой колес ведущего типа, отчего они крутятся с разной скоростью. Такой подход позволяет применять максимально возможные тяговые характеристики двигателя, которые передаются на колеса.

Чтобы осуществить блокировку дифференциала на Ниве, производитель предусмотрел муфту для блокиратора. При включении принудительного блокирования колеса становятся взаимосвязанными и вращаются в одинаковом режиме. При включении блокиратора межосевого типа мосты, расположенные спереди и сзади, взаимодействуют и распределяют тягу по всем колесам. Такой механизм удобен в использовании, что подтверждает уникальная проходимость Нивы Шевроле.

Когда применять и как отключить блокировку

Принудительную блокировку в разных модификациях Нивы предпочтительно включать в таких ситуациях:

Блокировку нужно включить заранее, если предстоит преодоление сложной трассы.
На резких подъемах в гору или при съезде с горы.
Во время пересечения местности с верхним слоем песка.
Когда приходится ездить по снежным заносам или ледяной трассе.

Блокировка колес не нужна во время спокойной езды по ровной дороге в черте города. Сцепление с асфальтовым покрытием будет приличным, тяговое усилие распределится равномерно по умолчанию.

Правила применения блокировки на Ниве

Чтобы блокирующий механизм прослужил длительное время, пользуйтесь такими правилами:

Переключать раздатку необходимо, когда Нива не двигается.
Включать дифференциал можно и во время перемещения транспорта.
Для обеспечения эффективной и длительной работы устройства водителю Нивы желательно время от времени включать блокировку. Одного раза в неделю в зимний период вполне достаточно.

Где размещается рычаг, отвечающий за переключение? Обратите внимание на участок между крыльями, находящимися спереди, там есть 2 рычага. Один дает возможность переключать передачи на КПП, другой успешно управляет раздаткой.

Основу раздаточной коробки составляет редуктор, куда входят 2 ступени. Управляющий рычаг исходит как раз из него, двигать его можно вперед и назад – таким образом на Ниве меняют передачу. Направление движения рычага влево и вправо позволяет приводить в действие блокировку дифференциала и наоборот отключать ее.

Зачем нужна понижающая передача

Сложно представить себе раздатку без основного функционального компонента – понижающего редуктора. Нахождение рычага в заднем направлении уменьшает значение раздатки до 1,2.

Зафиксировав рычаг спереди, передаточный показатель удается увеличить до значения 2,1. Рычаг, переведенный в нейтральное положение, указывает на передаточное число 0.

Полезные рекомендации

Чтобы использовать блокировку, установленную на Ниве, эффективно, используйте такие рекомендации специалистов:

Двигаясь по дорожному покрытию хорошего качества, установите переднюю ручку раздатки спереди, а заднюю сзади.
Переднюю ручку переводят назад если дорога сменяется скользким покрытием. После того как скользкий участок удалось миновать, переключите рычаги в нормальный режим.
Если Нива остановлена, блокировка при выжатом сцеплении может не включаться. Это происходит по причине состыковки зубьев с зубьями шестерни. Как следует поступить в этом случае? Двигаясь как будто на повороте, подключите блокировку. Дифференциал провернется и к зубьям ближе подойдут впадины шестерни. Если выключение затруднено, проделайте это на ходу транспорта, придерживаясь минимальной скорости и выжимая сцепление.

Как работает блокировка межколесного дифференциала на Ниве, наглядно показано в видео:

Как пользоваться раздаткой на ниве 2131

Рейтинг статьи

Загрузка…

Переключение передач и положения рычагов раздаточной коробки

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Рычаги раздаточной коробки и их положения

Рычаг переключения передач в раздаточной коробке
может занимать следующие положения:

Н — низшая передача;

N — нейтральное положение;

В — высшая передача.

Рычаг блокировки дифференциала в раздаточной коробке может занимать следующие положения:

Р — дифференциал разблокирован;

Для преодоления труднопроходимых участков дороги заблаговременно блокируйте дифференциал. Не блокируйте дифференциал в тот момент, когда колёса автомобиля пробуксовывают. После преодоления таких участков дифференциал разблокируйте — движение автомобиля по хорошим дорогам с блокированным дифференциалом сокращает срок службы механизмов силовой передачи, увеличивает износ шин и расход топлива, а при торможении автомобиля может привести к заносу.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ КПП

Схема переключения передач (нанесена также на рукоятке)

Как пользоваться раздаткой на ниве, устройство коробки

Устройство и принцип действия раздатки Нива 2121

Корпус
Корпус дифференциала
Валы
Муфты
Сальники
Сателлиты
Шестерни
Фланцы
Рычаги

Как пользоваться раздаткой с демультипликатором на Ниве 2121

Нормальное положение для ручек РК, обеспечивающее адекватное поведение на дороге хорошего качества:

Передняя – от себя
Задняя – к себе

Включение специального режима работы трансмиссии производится не за долго до того, как автомобиль начнет преодолевать препятствие (колея, грязь, брод или подъем). Переход на низший ряд необходимо выполнять, остановившись. Возвращение на высшую передачу допускается на ходу, хотя и вызывает проблемы у новичков из-за отсутствия привычного синхронизатора.
Несколько сложнее правильно обращаться с принудительной ручной блокировкой межосевого дифференциала. Она, напротив, включается при небольшом (до 20 км/ч) движении машины из-за несовпадения пазов на блокирующей муфте, сателлитах и зубчатом венце. Для упрощенного включения рычага в нужное положение, учитывая устройство раздатки нива 2121, наберите небольшую скорость, после чего, покачивая руль, потяните рукоятку на себя.

Возможные проблемы

Жесткая эксплуатация, недостаточное внимание, как пользоваться раздаткой на ниве 2121, приводят к появлению:

Вибрации по кузову в движении
Вибрации при старте
Гула
Шума при маневрировании
Тугого включение режимов

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Оценка статьи:

Загрузка…

Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x

Adblock
detector

Как должны стоять рычаги раздатки на ниве.

Надежна ли ваша Шнива? Помогаем всеми колесами

Увы, не все знают, как пользоваться раздаткой на Нива Шевроле. Прежде чем начать разбор данной темы, нужно отметить, что эта машина является отличным вариантом не только для любителей адреналина, но и для людей, использующих транспортное средство именно для езды в городских условиях. Каждый знает, что здесь стоит раздаточная коробка. Она хороша тем, что позволяет одним движением рычага выполнять несколько важных операций. Для использования пониженной передачи рычаг переводится в правую сторону, а дальше уходит вверх. Логично, что для повышенной он всего лишь отводится назад. Многие удивятся, но используя раздаточную коробку, можно включить нейтралку. Это хорошая возможность удержать транспортное средство на одном месте. Блокировка легко включается как на повышенной, так и на пониженной передачах. Потребуется лишь отвести рычаг влево.

Включение пониженной передачи — как осуществляется?

Как пользоваться раздаткой на Нива Шевроле? Какой смысл во включении блокировки и пониженной передачи? Вопросы вроде и простые, но довольно серьезные. Однако, все очень просто. Достаточно представить езду по дороге на пятой скорости. Все хорошо, включая качество дорожного покрытия, но неожиданно перед водителем возникает лужа огромных размеров. Понятно, что если авто в нее попадет, то просто утонет. Чтобы этого избежать, нужно остановиться и перейти с повышенной передачи на пониженную. Да, действительно нужно полностью затормозить.

Дело в наличии дифференциала, расположенного между двумя осями. Его наличие не даст возможности сразу переключиться с повышенной на пониженную передачу и соответственно обратно. Так какой смысл в наличии пониженной передачи?

Опять же следует представить ситуацию, когда нужно преодолеть слишком грязный участок дороги. Машина движется на третьей передаче. Водитель понимает, что транспортное средство с трудом преодолевает такого рода препятствия. Приходит пора переключения на первую скорость, но и это не дает желаемого эффекта. Собственно, в такой ситуации и пригодится пониженная передача.

Говоря простым языком — это небольшая половинка от обычной первой. Можно догадаться, что вторая пониженная — это простая первая. Принято полагать, что пониженная передача идеально подойдет для передвижения по плохой дороге. Включив ее, не стоит резко давить на педаль акселератора, ибо в этот самый момент колеса будут чересчур нагружены, а это приведет к образованию ямы. Естественно, дальнейшее движение будет невозможным. В такой ситуации, машина предоставляет водителю шанс максимально точно ощутить, как вращаются колеса. Если вдруг они начнут погружаться в землю, это удастся понять по неравномерному их движению. Теперь главное своевременно заметить, что появились проблемы, пока имеется возможность исправить ситуацию. Как вариант, можно попытаться поменять направление движения.

Если транспортное средство передвигается по лужам или вязкой земле, никогда не переключаться на вторую пониженную передачу. Повышая крутящий момент, машина может банально «захлебнуться». Проще говоря, будет трудно ехать и это приведет к тому, что мотор перестанет работать в наиболее ответственный момент.

Водитель может двигаться на третьей сниженной передаче. Если появляется ощущение, что автомобилю тяжко справляться с нагрузкой, тогда лучше переключиться на простую первую или вторую, что тоже не даст заглохнуть, как и предыдущем случае.

Для чего включается блокировка?

Полноприводная машина создана специально для преодоления наиболее трудных препятствий. Описываемый железный конь — это идеальный внедорожник. Имеющаяся блокировка позволяет сделать машину максимально мощной. В момент, когда включается блокировка, в работу включаются те колеса, которым это сделать проще.

Включая блокировку, чаще всего, два моста начинают функционировать на половину от своих максимальных возможностей. По сути, крутится по одному колесу на переднем мосту и на заднем.

Обсуждаемый вопрос бывает актуален в случае, когда транспортное средство начинает буксовать непосредственно в тот момент, когда выключена блокировка. В такой ситуации буксуют именно застрявшие колеса. Увы, они начинают еще больше погружаться в землю. Как только блокировка начинает функционировать, не застрявшие колеса включаются в работу и таким образом, вытягивают машину из грязи.

Ознакомившись с этой статьей, становится понятно для чего нужна раздаточная коробка. В некоторых ситуациях без нее действительно придется туговато. Хочется верить, что теперь все знают и понимают, как пользоваться раздаткой на Нива Шевроле. В этом нет абсолютно ничего сложного, но во избежание трудностей, стоит максимально внимательно прочесть этот материал.

Думаю, пора бы уже рассказать о раздатке Шеви Нивы, ибо те, кто только купил этот автомобиль, в самом начале использования не особо знают, как пользоваться раздаткой, какие существуют правила и вообще, когда включать понижайку, а когда блокировку. Вот сейчас и разберем. Жаль, конечно, что на сегодняшнем выезде по достаточно размытой дороге видео не записал. Ну ничего, еще запишу и наглядно на видосе и покажу. А пока на словах.

В общем, раздатка переключает на пониженную передачу, а также и на блокировку, причем можно и даже нужно делать это одновременно. На Шевике удобно — делается это одним рычагом.

Включить понижайку — право вверх. Добавить блокировку — потянуть рычаг влево до конца. Смотрите на ручке переключателя, там нарисовано. Буквенное обозначение — L(low) — пониженная, N — нейтралка, H(high) — повышенная, то бишь обычная.

Как работает межосевая блокировка — читайте . Там же узнаете и про самоблоки — реальная крутая штука-апгрейд Нивы Шевроле, которая позволит проехать еще дальше.

Ну а теперь мы разберемся, когда лучше включать понижайку, а когда еще и блокировку. И как это делать правильно.

Выглядит это примерно так — мы едем по полю на обычной второй/третьей передаче. Вдруг впереди страшная лужа. Останавливаемся и включаем пониженную.

Это первое правило — при включении понижайки обязательно нужно остановится, так уж устроен дифференциал Шевика. А вот блокировку можно включать и выключать не останавливаясь. Но нужно ли постоянно включать блокировку? Вопрос интересный и вот что я вам скажу — я её использую в исключительных случаях, когда грязь идет не на ровном месте, а присутствуют всякие колдоебины и где есть риск словить «диагональ».

Вы можете спросить — а что долго что-ли включить блокировку, а потом и выключить? Тут кроется еще один нюанс — очень часто, у многих владельцев Нивы Шевроле присутствует проблема с блокировкой — она не выключается. Просто заклинило и всё, приходится так и ездить по трассе с блокировкой. Это, сами понимаете, очень вредно для машины и в таких случаях нужно обязательно её выключить.

Как выключить межосевую? Вариантов несколько — включаете задний ход, чуть разгоняетесь и прямо во время движения стараетесь выбить блокировку. Нужно делать это именно на скорости, срабатывает достаточно часто. Причем можно и разогнаться и вперед и также попробовать блокировку выключить. У меня тоже 1 раз заедало, однако я даже тогда заметил не сразу и это не есть гуд. А потому смотрите на бортовой компьютер — при включенной блокировке будет «гореть» вот такая комбинация:

При яркой солнечной погоде порой не удается разглядеть. Будьте внимательны. Ну так вот про выключение межосевой — мне удалось выключить как раз-таки при движении задним ходом. Стоит ли говорить, что теперь я её включаю только в самых страшных случаях. В остальных других мне вполне хватает пониженной передачи.

Как раз сегодня ездил до озера проверить, сошел ли лед. Дорогу размыло, снег уже растаял и превратился в жидкую грязь, на моей по такой грязи ехать не сказать чтобы безопасно. Чувствуется, что таскает во все стороны, но самое главное — еду, не застреваю, причем порой колея практически до самого днища бывала, когда шаркаешь — всегда становится не по душе)) После небольших покатушек машина выглядела «по-боевому» — вся в грязищи, выехал в город — народ оглядывается))

И вот тут еще одно мое наблюдение — по грязи лучше ехать медленно, но верно. Это касается пониженной передачи — если грязь серьезная, то я еду всегда на первой, внатяг, стараясь прочувствовать прокручивание колес по грязи. Если чуть газануть — можно сразу «зарыться», это в том случае, когда под жидкой грязью нет твердого покрытия. Такое бывает при езде по весенним полям. А потому лучше потихоньку, на первой. Управляйте педалью, не газуйте, чувствуйте, как машина реально «прет» — на первой это чувствуется прекрасно.

Ну и очень много, конечно же, зависит от резины. Порой, если резина зубастая, полезно газануть, чтобы протектор самоочистился. Для Нивки и Шевика очень рекомендую шины Кордиант Оффроад, ну и если денег есть чуть побольше — то импортную — Кумхо и конечно же Ханкук Динапро МТ. Импортная резина более комфортная, на ней лучше передвигаться по трассе, поскольку она мягкая. Ну и по проходимости тут также все очень классно — все-таки класс шин Mud Terrain, а значит они просто созданы для грязи.

Виджет от SocialMart

При включении второй пониженной машина ускоряется, но при попадании в грязевую яму есть риск, что двигатель «захлебнется»(колеса прокручивать на второй при застревании очень трудно) и вы заглохнете. Стоит ли говорить, что заглохнуть в глубокой луже может быть опасно. А потому если решили преодолеть лужу или грязевой участок с разгона(очень часто это имеет смысл), то будьте готовы посредине, если вдруг начнете проваливаться, сразу переключиться со 2 на 1 пониженную, чтобы не заглохнуть.

Все эти знания — когда ехать на первой, а когда на второй, когда включать блокировку, а когда не нужно — всё это приходит с опытом. Покатаетесь по грязи и уже начнете понимать, что вон тут лужу лучше взять с разгона без блокировки, а вон ту глиняную горку с ухабами — только на 1 пониженной и с включенной блокировкой. Думайте в первую очередь головой, а не надейтесь на машину, что она вытащит. Нива Шевроле — машина отличная, если не тупить.

Среди отечественных автолюбителей Нива Шевроле – достаточно популярный внедорожник, который приходится по душе не только любителям экстремального вождения, но и приверженцам размеренной езды за пределами города. Многим известно, что одной из особенностей автомобиля такой марки является присутствие в нем раздатки. При помощи данного узла можно включать пониженную передачу, блокировку или же одновременно две функции – в зависимости от условий. Вопросом о том, как правильно должна использоваться раздатка Нива Шевроле интересуется множество счастливых владельцев подобного транспортного средства и те, кто только намерен его приобрести.

Следует сразу же отметить, что включить и блокировку, и передачу можно одновременно, используя рычаг Шевроле, который переключает передачи. Так, рычаг переключается вправо, а затем сразу же вверх для включения пониженной передачи. Для переключения обратно на повышенную рычаг следует просто переводится назад.

Используя раздатку Нива Шевроле, кроме вышесказанного, также включается и нейтральная передача, при этом автомобиль будет надежно оставаться на одном месте. Блокировка может быть включена в любое время – на обычной передаче, на пониженной –достаточно просто переключить рычаг Шевроде влево.

Когда используется пониженная передача

Для каких целей вообще нужна раздатка, когда есть смысл включать блокировку и пониженную передачу? Такие, вроде бы простые, но вместе с тем серьезные вопросы станут понятными при рассмотрении следующего примера. При езде по проселочной дороге на твердом покрытии включена четвертая передача. Внезапно перед автомобилем возникает большая лужа с мягким ненадежным покрытием. В таком препятствии автомобиль может легко «потонуть». Чтобы не допустить этого, следует включить пониженную передачу и не спеша медленно преодолеть такое препятствие. Такая передача предназначена именно для езды по мягкому дорожному покрытию, когда даже на первой передаче автомобилю «тяжело».

Стоит отметить, что для включения пониженной передачи на Нива Шевроле необходимо остановиться – так устроен дифференциал автомобиля. А вот для включения и выключения блокировки вовсе не нужно останавливаться. Но стоит ли часто использовать такие дополнительные и, без сомнения, полезные функции машины? Опытные водители рекомендуют использовать их в тех местах, где грязь располагается не на ровном месте, а с различными ухабами и прочем подобном.

Таким образом, пониженная передача раздатки Шевроле создана для комфортной езды по бездорожью и преодолении разнообразных препятствий. На такой передаче ехать нужно медленно, нельзя резко газовать, поскольку в этот момент колеса получат большую нагрузку, в результате чего может образоваться настоящая яма, выбраться из которой автомобилю будет очень сложно.

При такой манере езды автомобилист будет лучше чувствовать движение колес, в результате чего при их «зарывании», свидетельством которого станет хаотическое движение машины, можно будет сразу же что-то предпринять, преодолев препятствие. Чаще всего для этого используется смена траектории движения автомобиля.

Стоит также отметить, что при передвижении по вязкой грязи или глубоким лужам ни в коем случае нельзя резко включать вторую пониженную передачу. При этом повышается крутящий момент, в результате чего автомобиль может попросту «захлебнуться», заглохнув в самый неподходящий момент.

Для чего нужна блокировка

Транспортные средства класса внедорожников – это разновидность автомобилей, которые не боятся трудностей и легко преодолевают любые препятствия. Не исключением является и Нива Шевроле, эта модель – полноприводное авто. Наличие раздатки, которая дает возможность включать блокировку, делает такую модель транспортного средства отечественного производства еще более мощной и надежной при передвижении по бездорожью. При включении блокировки начинают работать те колеса автомобиля, которым на данный момент работать легче.

Как правило, при включенной блокировке оба моста машины работают примерно на половину – то есть, работает одно колесо переднего и одно колесо заднего моста.

Использование раздатки сильно помогает автомобилисту в том случае, когда при выключенной блокировке автомобиль начинает буксовать. При этом, как всем известно, будут буксовать именно те колеса, которые застряли в препятствии, зарываясь при этом в него еще больше. При включенной же блокировке от раздатки Нива Шевроле начинают работать те колеса, которые не забуксовали, вытаскивая благодаря этому автомобиль из грязи или любого другого препятствия на нормальное твердое покрытие.

Знания о том, на какой передаче лучше всего преодолевать разнообразные препятствия, приходят с опытом езды. Значительно поможет в этом раздатка Шевроле, которая позволяет при необходимости включать пониженную передачу и блокировку.

Использование раздаточной коробки

Общая информация

Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента между передним и задним мостами автомобиля.

Рычаг переключения режимов раздаточной коробки помещается в нижней части центральной консоли, позади рычага переключения передач (РКПП)/селектора (АТ). На моделях с РКПП рычаг позволяет выбрать один из четырех режимов коробки: 2Н, 4Н, (N) и 4L, на моделях с АТ — один из трех: 2Н, 4Н, и 4L.

На оборудованных вакуумными муфтами свободного хода моделях переключение между режимами 2Н и 4Н может производиться непосредственно во время движения автомобиля с небольшой скоростью (до 40 км/ч), причем необходимость в выжимании сцепления на моделях с РКПП отсутствует.

Для активации режима 4L следует полностью прекратить движение, выжать ножной/стояночный тормоз, выжать сцепление (модели с РКПП)/перевести рычаг селектора в положение «N» (модели с АТ), затем аккуратно переключить рычаг раздаточной коробки в положение 4L (модели с АТ)/сначала в положение N, затем в положение 4L (модели с РКПП).

Назначение положений рычага переключения режимов раздаточной коробки

N — Только на моделях с РКПП. В нейтральном положении раздаточной коробки привод обоих мостов отключен. Встроенный в комбинацию приборов световой индикатор (см. Раздел Комбинация приборов, измерители, контрольные лампы и световые индикаторы ) также отключается.

2H — Основной режим раздаточной коробки. Привод осуществляется только на колеса заднего моста. Световой индикатор отключен.

4H — Привод осуществляется на колеса обоих мостов. Световой индикатор горит. Режим предназначен для движения по дорогам со скользким или рыхлым покрытием (снег, грязь, песок), а также при потере сцепления колес с дорогой во время движения в режиме 2Н.

4L — Все четыре колеса ведущие, редуктор раздаточной коробки переключен на понижающую передачу. Световой индикатор включен. Обеспечиваются максимальное сцепление колес с дорогой и максимальное тяговое усилие. Рекомендуется при необходимости пробраться через участок, покрытый глубоким снегом/грязью/песком, а также на особо крутых подъемах/спусках и при буксировке тяжелогруженых прицепов. Режим не предназначен для длительного использования.

Электронное управление раздаткой на ниву – Прокачай АВТО

Содержание

Другие разделы
Сообщество Вконтакте
Реклама
Раздатка-автомат для нивы и шеви
Журнала «АвтоСреда» 23 (149) 03 июля 2013 года автор: Александр Максимов, технический специалист ООО «Тема Плюс»
Устройство и принцип действия раздатки Нива 2121
Как пользоваться раздаткой с демультипликатором на Ниве 2121
Возможные проблемы

Другие разделы

Сообщество Вконтакте

Раздатка-автомат для нивы и шеви

Журнала «АвтоСреда» 23 (149)

03 июля 2013 года
автор: Александр Максимов, технический специалист ООО «Тема Плюс»

Современные полноприводные автомобили позволяют автолюбителям не только покорять бездорожье, но и ездить повседневно. Это очень удобные автомобили, которые вывезут своего владельца в любых дорожных условиях и в любую погоду. Такие вездеходные свойства придает им полноприводная трансмиссия.

Полноприводная трансмиссия довольно сложна в управлении. Обычно она имеет несколько рабочих режимов. Водитель выбирает режим в зависимости от дорожных условий, двигая рычагами управления трансмиссией. На некоторых моделях полноприводных автомобилей таких рычагов может быть несколько, и каждый из них имеет несколько рабочих положений. Например, на автомобиле «Шевроле-Нива» установлен один рычаг управления трансмиссией, имеющий 6 фиксированных положений, а на автомобиле ЛАДА4Х4 (бывшая Нива) установлено 2 рычага управления трансмиссией, из которых один имеет 2 фиксированных положения, а другой – 3 фиксированных положения.

Каждое фиксированное положение рычага включает один из режимов работы трансмиссии, а если рычаг не один, то возможно несколько сочетаний их положений, которые тоже включают какие-то режимы трансмиссии. В итоге количество положений рычагов управления трансмиссии больше, чем положений рычага переключения скоростей. Такие широкие возможности трансмиссии могут порадовать опытного водителя. Но большинство автолюбителей, управляющих современным полноприводным автомобилем, затрудняются в выборе режимов такой трансмиссии. При таком количестве дополнительных рычагов и их положений не мудрено и запутаться! К тому же каждый дополнительный рычаг в салоне автомобиля означает еще одно отверстие в полу кузова, через которое в салон проникают дополнительные шумы от дороги и от трансмиссии.

Чтобы упростить управление трансмиссией, а заодно улучшить шумоизоляцию, на современных полноприводных автомобилях применяют дистанционное управление трансмиссией. При этом водитель управляет посредством кнопочного или поворотного селектора-переключателя, установленного в салоне. На селекторе нанесены понятные обозначения рабочих режимов трансмиссии. Простым поворотом ручки селектора (или нажатием кнопки) водитель выбирает требуемый рабочий режим трансмиссии, после чего система дистанционного управления включает его с помощью электроприводов.

А возможно ли установить дистанционное управление трансмиссией на распространенные внедорожники ЛАДА4х4 и Шеви-Нива? На этот вопрос можно ответить утвердительно: да, такое усовершенствование в виде комплекта «РАЗДАТКА-АВТОМАТ» производится и устанавливается фирмой «Тема Плюс» из Тольятти.

РАЗДАТКА-АВТОМАТ – это электропривод переключения раздаточной коробки (ЭПРК), предназначенный для полноприводных автомобилей семейства «Нива» ВАЗ 21213-21214-2131, «Chevrolet-Нива» ВАЗ 2123 и их модификаций, а также автомобилей других моделей, в трансмиссии которых используется раздаточная коробка ВАЗ 21213-180002000, ВАЗ 21214-80002000.

Удалены рычаги управления раздаткой из салона.
Отверстия для рычагов закрыты шумоизолирующими заглушками, что снижает шум работающей трансмиссии, от которого трудно избавиться даже с дополнительной шумоизоляцией салона.
Обеспечена легкость переключения на любой режим работы раздаточной коробки.

Электропривод обеспечивает автоматическое дистанционное управление рабочими режимами раздатки: включение повышенной или пониженной передачи и включение блокировки межосевого дифференциала для любой передачи раздатки. ЭПРК состоит из двух червячных моторедукторов, селектора для выбора рабочих режимов раздатки и контроллера (электронного блока управления).

Моторедукторы установлены на штатные места корпуса раздаточной коробки вместо диагностической крышки и крышки крепления датчика сигнализации включения блокировки; селектор и контроллер установлены в салоне автомобиля. Все элементы системы соединены между собой жгутами проводов.

Управление автоматической раздаточной коробкой производится селектором, установленным в салоне автомобиля.

Водитель поворотом ручки селектора располагает ее метку напротив выбранного рабочего режима раздатки. Световой индикатор селектора загорается при повороте ручки, обозначая процесс изменения рабочего режима раздатки. После завершения выбора рабочего режима индикатор гаснет, при этом включен выбранный рабочий режим раздатки и можно начинать движение.

Монтаж электропривода переключения раздаточной коробки не требует полной разборки раздаточной коробки и доработки ее узлов. Возможна поставка монтажного комплекта электропривода с подробной инструкцией по установке.

Устройство и принцип действия раздатки Нива 2121

Корпус Корпус дифференциала Валы Муфты Сальники Сателлиты Шестерни Фланцы Рычаги

Как пользоваться раздаткой с демультипликатором на Ниве 2121

Нормальное положение для ручек РК, обеспечивающее адекватное поведение на дороге хорошего качества:

Передняя – от себя Задняя – к себе

Возможные проблемы

Жесткая эксплуатация, недостаточное внимание, как пользоваться раздаткой на ниве 2121, приводят к появлению:

Вибрации по кузову в движении Вибрации при старте Гула Шума при маневрировании Тугого включение режимов

Электропривод переключения раздаточной коробки (ЭПРК-10) предназначен для дистанционного (без рычагов) переключения режимов работы раздаточных коробок (РК) полноприводных автомобилей семейства «Нива» ВАЗ 21213-31, «Chevrolet-Нива» ВАЗ 2123 и их модификаций, а также автомобилей других моделей, в трансмиссии которых используется раздаточная коробка ВАЗ 21213180002000, ВАЗ 2121480002000.

ЭПРК-10 состоит из двух механизмов, каждый с индивидуальным приводом от электромотора. Механизмы устанавливаются и закрепляются на штатные места корпуса раздаточной коробки вместо диагностической крышки и крышки крепления датчика сигнализации включения блокировки. Для монтажа механизмов не требуется внесения значительных изменений в конструкцию стандартных деталей и узлов раздаточной коробки. Переключение режимов раздаточной коробки осуществляется поворотным переключателем, расположенным на панели приборов. Управление переключением осуществляет контроллер.

УСТРОЙСТВО
ЭПРК состоит из двух механизмов, каждый с индивидуальным приводом от электромотора. Механизмы устанавливаются и закрепляются на штатные места корпуса раздаточной коробки вместо диагностической крышки и крышки крепления датчика сигнализации включения блокировки.

Для монтажа механизмов не требуется внесения значительных изменений в конструкцию стандартных деталей и узлов раздаточной коробки. Переключение режимов раздаточной коробки осуществляется кнопочными выключателями, которые устанавливаются на панель приборов. Управление переключением осуществляет контроллер.

КОМПЛЕКТНОСТЬ
– Механизм включения блокировки дифференциала . 1
– Механизм переключения пониженной передачи . 1
– Жгут электрических проводов силовой . 1
– Жгут управления . 1
– Контроллер управления . 1
– Вилка с осью пониженной передачи в сб. . 1
– Ось блокировки в сб. . 1
– Шайба промежуточная 14х20х2,5 . 1
– Шайба промежуточная 14х20х3,5 . 1
– Панель управления с кнопочными выключателями в сб. 1
– Саморезы крепления панели управления . 4
– Заглушка тоннеля пола . 1
– Саморезы крепления заглушки тоннеля пола . 3
– Заглушка облицовки тоннеля пола . 1
– Паспорт . 1

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Номинальное напряжение питания, В – 12

Потребляемый ток, А не более – 5

Пусковой ток, А не более – 15

Масса полная, кг – 2,7

ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА
1. Гарантийный срок эксплуатации ЭПРК-10 составляет 12 месяцев.

2. При механических повреждениях, нарушениях правил эксплуатации и монтажа, изготовитель за работоспособность ЭПРК-10 ответственности не несёт и претензий не принимает.

Телесные рычаги – Физика тела: от движения к метаболизму

Перейти к содержимому

Перемещение пациентов — рутинная часть работы Джолин в качестве медсестры отделения MED, но на самом деле в биомеханике подъема и перемещения пациентов нет ничего рутинного. Фактически, «инвалидизирующие травмы спины и боли в спине затрагивают 38% медперсонала», и здравоохранение занимает большинство позиций в первой десятке рейтинга по риску травм спины, в основном из-за движущихся пациентов. Измерения нагрузки на позвоночник показали, что все рутинные и знакомые испытанные задачи по обращению с пациентом помещают медсестру в категорию высокого риска, даже при работе с пациентом, который «[имеет массу] всего 49.5 кг и был бдительным, ориентированным и готовым к сотрудничеству — не средний пациент». ^[1] Людям по своей природе неловко двигаться, особенно когда кровать пациента и другое медицинское оборудование заставляют медсестру принимать неудобные биомеханические позы. Силы, необходимые для перемещения людей, изначально велики, и биомеханика тела может усиливать эти силы за счет эффектов рычага или его отсутствия. Чтобы проанализировать силы в теле, в том числе эффекты рычагов, мы должны изучить свойства рычагов.

Способность тела как прикладывать, так и выдерживать силы известна как сила. Одним из компонентов силы является способность применять силу, достаточную для перемещения, подъема или удержания предмета с весом, также известного как груз. A — это жесткий объект, используемый для облегчения перемещения большого груза на короткое расстояние или небольшого груза на большое расстояние. Их три, и все три класса присутствуют в теле ^[2] ^[3] . Например, предплечье — это потому, что бицепс тянет предплечье между суставом (точка опоры) и шаром (нагрузка).

Локтевой сустав согнулся, образуя угол 60 ° между плечом и предплечьем, в то время как рука держит мяч весом 50 фунтов . Изображение предоставлено: Openstax University Physics

^[4]

Используя стандартную терминологию рычагов, предплечье — это , бицепс — это , локтевой сустав — это , а мяч — это . Когда сопротивление вызвано весом объекта, мы называем это сопротивлением. идентифицируются по относительному расположению сопротивления, точки опоры и усилия. иметь точку опоры посередине, между нагрузкой и сопротивлением. иметь сопротивление посередине. есть усилие в середине.

Рычаги первого (верхнего), второго (среднего) и третьего (нижнего) классов и примеры каждого из них из реального мира. Изображение предоставлено: Пирсон Скотт Форесман

^[5]

Упражнение с подкреплением

Стопа, действующая как плечо рычага, с икроножной мышцей, обеспечивающей восходящее усилие, вес тела, действующий как нисходящая нагрузка, и подушечка стопы, действующая как точка опоры. Изображение адаптировано из OpenStax Anatomy and Physiology

^[6]

Для всех рычагов и () на самом деле просто создаются, потому что они пытаются повернуть рычаг. Чтобы переместить или удержать груз, создаваемое усилие должно быть достаточно большим, чтобы уравновесить вызванное нагрузкой. Помня, что крутящий момент зависит от расстояния, на котором сила приложена от оси, усилие, необходимое для уравновешивания сопротивления, должно зависеть от расстояния усилия и сопротивления от оси вращения. Эти расстояния известны как и ( погрузочный рычаг ) . Увеличение уменьшает величину усилия, необходимого для балансировки крутящего момента нагрузки. Фактически отношение усилия к нагрузке равно отношению плеча усилия к плечу нагрузки:

(1)

Примеры на каждый день: Напряжение бицепса

Давайте рассчитаем необходимое напряжение бицепса в нашем начальном примере рычага тела, когда мы держим в руке мяч весом 50 фунтов . Теперь мы готовы определить напряжение бицепса в нашей задаче с предплечьем. Усилие плеча составляло 1,5 в , а плечо нагрузки было 13,0 в , поэтому плечо нагрузки в 8,667 раз длиннее плеча усилия.

Это означает, что усилие должно быть в 8,667 раз больше нагрузки, поэтому для нагрузки в 50 фунтов напряжение бицепса должно быть 433 фунтов ! Это может показаться большим, но мы обнаружим, что такие силы распространены в тканях тела!

*Корректировка значимых цифр

Наконец, мы должны убедиться, что наш ответ правильный. Вес мяча в примере не указан в , поэтому не совсем понятно, являются ли нули заполнителями или они значимы. Предположим, что значения не измерялись, а были выбраны гипотетически, и в этом случае они являются точными числами, как в определении, и не влияют на значащие цифры. Измерение длины предплечья включает нули после запятой, которые не нужны для определения, поэтому они предполагают уровень в измерении. Мы использовали эти значения при умножении и делении, поэтому мы должны округлить ответ только до двух значащих цифр, потому что 1,5 в имеет только два (13.0 в имеет три). В этом случае мы округляем напряжение бицепса до 430 фунтов , что также можно записать в экспоненциальной записи: .

*Без учета веса предплечья

Примечание. В нашем анализе мы не учитывали вес предплечья. Если бы мы хотели включить влияние предплечья в нашу примерную задачу, мы могли бы найти типичный вес предплечья, а также посмотреть, где находится предплечье, и включить это и . Вместо этого давайте воспользуемся этой возможностью, чтобы попрактиковаться в создании обоснованный . Мы знаем, что предплечья обычно весят всего несколько фунтов, но вес мяча составляет 50 фунтов , поэтому вес предплечья примерно в (10 раз) меньше, чем вес мяча ^[7] . Кроме того, предплечье расположено ближе к весу, поэтому оно будет вызывать значительно меньшую вибрацию. Поэтому было разумно предположить, что вес предплечья был для наших целей.

Отношение к известно как (MA) . Например, если вы использовали (например, тачку) для перемещения 200 фунтов грязи, подняв всего 50 фунтов усилий, механическое преимущество будет четыре. равно отношению к .

(2)

Деятельность по усилению

Обычно мы думаем, что это помогает нам использовать меньше, чтобы удерживать или двигаться больше, поэтому наши результаты для примера с предплечьем могут показаться странными, потому что нам нужно было приложить большее усилие, чем нагрузка. Бицепс прикрепляется близко к локтю, поэтому он намного короче бицепса и меньше единицы. Это означает, что сила, создаваемая бицепсом, должна быть намного больше, чем вес мяча. Это кажется механическим недостатком, так чем же это полезно? Если мы посмотрим, как далеко сместился вес по сравнению с тем, насколько сократился бицепс при подъеме веса из горизонтального положения, мы увидим, что целью рычага предплечья является увеличение, а не уменьшение необходимого.

Сравнение преимуществ и недостатков классов рычагов
Класс рычага	Преимущество	Недостаток
3-й	Диапазон движения Нагрузка перемещается дальше усилия. ( Короткое сокращение бицепса перемещает руку далеко )	Требуемое усилие Требует больших усилий для удержания меньшей нагрузки. ( Напряжение бицепса больше веса руки )
2-й	Требуемое усилие Меньшее усилие приведет к перемещению большего груза. ( Одна икроножная мышца может поднять вес всего тела )	Диапазон движения Нагрузка перемещается на меньшее расстояние, чем усилие. ( Икроножная мышца сокращается дальше, чем расстояние, на которое пятка отрывается от пола )
1-й (усилие ближе к шарниру)	Диапазон движения Нагрузка перемещается дальше усилия. ( Голова движется вверх/вниз дальше, чем сокращаются мышцы шеи )	Требуемое усилие Требует больших усилий для удержания меньшей нагрузки.
1-й (загрузить ближе к шарниру)	Требуемое усилие Меньшее усилие приведет к перемещению большего груза.	Диапазон движения Нагрузка перемещается на меньшее расстояние, чем усилие.

Ожидаемая производительность NGSS
МС-ПС2-2. Спланируйте исследование, чтобы предоставить доказательства того, что изменение движения объекта зависит от суммы сил, действующих на объект, и массы объекта. (6-8 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату

Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции раскряжевки
Научные знания основаны на логических и концептуальных связях между фактами и объяснениями. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Движение объекта определяется суммой действующих на него сил; если общая сила, действующая на объект, не равна нулю, его движение изменится. Чем больше масса объекта, тем большая сила необходима для достижения такого же изменения движения. Для любого данного объекта большая сила вызывает большее изменение движения. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Все положения объектов и направления сил и движений должны быть описаны в произвольно выбранной системе отсчета и произвольно выбранных единицах размера. Для того, чтобы поделиться информацией с другими людьми, эти выборы также должны быть разделены. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Объяснение стабильности и изменений в естественных или искусственных системах может быть построено путем изучения изменений во времени и сил в различных масштабах. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

Диаграмма, показывающая разницу в расстоянии, пройденном сокращающимся бицепсом, и весе в руке при перемещении предплечья из горизонтального положения. расстояния, пройденные и должны быть такими же, как отношение к . Это означает, что увеличение плеча усилия для уменьшения размера требуемого усилия также уменьшит нагрузку в тот же коэффициент 9.0042 . Интересно отметить, что перемещение точки крепления бицепса на 20 % ближе к руке сделает вас на 20 % сильнее, но тогда вы сможете двигать рукой на 20 % меньший диапазон.
Схема предплечья как рычага, показывающая аналогичные треугольники, образованные частями предплечья, когда оно перемещается от 90 градусов до 60 градусов от горизонтали. Гипотенуза (длинная сторона) меньшего синего треугольника — это плечо усилий, а гипотенуза большего заштрихованного красного треугольника — плечо нагрузки. Вертикальные стороны треугольников — это расстояния, пройденные усилием (синий) и нагрузкой (красный пунктир).
Упражнения с подкреплением
Поскольку всегда дальше от точки опоры, чем , поэтому они всегда будут увеличиваться , но это означает, что они всегда будут увеличивать количество усилий, требуемых одним и тем же фактором. Даже когда усилие больше нагрузки, как для рычагов третьего рода, мы все равно можем вычислить , но оно окажется меньше единицы.
всегда имеют груз ближе к точке опоры, чем усилие, поэтому они всегда позволяют меньшему усилию перемещать больший груз, давая большее, чем единица.
может обеспечить или увеличить , в зависимости от того, длиннее ли рычаг усилия или рычаг нагрузки, поэтому они могут иметь механические преимущества больше или меньше единицы.
Рычаг не может одновременно обеспечивать механическое преимущество и увеличивать диапазон движения , поэтому каждый тип рычага имеет свои преимущества и недостатки:
Сравнение преимуществ и недостатков классов рычагов
Класс рычага Преимущество Недостаток
3-й Диапазон движения
Нагрузка перемещается дальше усилия.
( Короткое сокращение бицепса перемещает руку далеко )
Требуемое усилие
Требует больших усилий для удержания меньшей нагрузки.
( Напряжение бицепса больше веса руки )
2-й Требуемое усилие
Меньшее усилие приведет к перемещению большего груза.
( Одна икроножная мышца может поднять вес всего тела )
Диапазон движения
Нагрузка перемещается на меньшее расстояние, чем усилие.
( Икроножная мышца сокращается дальше, чем расстояние, на которое пятка отрывается от пола )
1-й
(усилие ближе к шарниру)
Диапазон движения
Нагрузка перемещается дальше усилия.
( Голова движется вверх/вниз дальше, чем сокращаются мышцы шеи )
Требуемое усилие
Требует больших усилий для удержания меньшей нагрузки.
1-й
(загрузить ближе к шарниру)
Требуемое усилие
Меньшее усилие приведет к перемещению большего груза.
Диапазон движения
Нагрузка перемещается на меньшее расстояние, чем усилие.
Деятельность по усилению
Посмотрите следующую симуляцию рычага и узнайте, как сила и расстояние от точки опоры влияют на равновесие рычага. Эта симуляция включает в себя эффекты трения, так что вы можете увидеть, как в соединении () работает, чтобы остановить движение и способствует поддержанию, сопротивляясь началу движения.
«Медсестры и предотвратимые травмы спины» Деборы X Браун, RN, BSN, American Journal of Critical Care ↵
«Рычаг человеческого тела», Александра, The Physics Corner ↵
«Кинетическая анатомия с веб-ресурсом- 3-е издание «Роберт Бенке, Human Kinetics ↵
OpenStax University Physics, University Physics Volume 1. OpenStax CNX. 11 июля 2018 г. http://cnx.org/contents/[email protected]. ↵
«Рычаг» Пирсона Скотта Форесмана, Wikimedia Commons находится в общественном достоянии ↵
OpenStax, Анатомия и физиология. OpenStax CNX. 25 июня 2018 г. http://cnx.org/contents/[email protected]. ↵
«Вес, объем и центр масс сегментов человеческого тела», Чарльз Э. Клаустер и др., Национальная служба технической информации, Министерство торговли США ↵
License
Body Physics: Motion to Metabolism by Lawrence Davis находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4. 0 International License, если не указано иное.
Поделиться этой книгой
Поделиться в Твиттере
Рычажные системы в теле
Опубликовано 29.07.20 автором Desiree Parent
Вы когда-нибудь замечали, насколько легче выполнять подъем на носки с 50 фунтами, чем сгибание рук на бицепс с 50 фунтами? Это потому, что ваш бицепс меньше или слабее икроножной мышцы? Возможно! Но даже если бы ваши мышцы были такими же сильными, вам все равно было бы легче выполнить подъем на носки, чем сгибание рук на бицепс. Почему это?
Наши тела состоят из множества синовиальных суставов, которые функционируют как рычажные системы. Причина, по которой выполнять подъем на носки с отягощением легче, чем сгибание рук на бицепс, заключается в том, что система рычагов, используемая в сгибании рук на бицепс, механически менее эффективна, чем система рычагов, используемая в подъемах на носки.
Икроножная мышца. Изображение из «Мышцы и кинезиология».

Части рычага
Синовиальные суставы представляют собой подвижные суставы; несколько примеров из них: плечо, позвоночник, колено, локоть и лодыжка. Чтобы понять, почему некоторые синовиальные суставы имеют более эффективную систему рычагов, мы должны сначала понять взаимосвязь между тремя частями рычага: усилием или силой, приложенной к рычагу, точкой опоры и нагрузкой. В синовиальном суставе также есть: усилие (сила, приложенная мышцей в месте прикрепления кости), точка опоры (ось сустава) и нагрузка (часть тела/вес, который нужно переместить).

Три типа рычагов
Существует три вида рычагов: первого класса, второго класса и третьего класса. Каждый из этих классов рычагов имеет уникальное расположение мышц (усилие) и костей (рычаг/рука) вокруг сустава (точки опоры). См. таблицу ниже, чтобы визуализировать разницу между рычагами:

Рычаг усилия против рычага нагрузки
Эффективность рычага зависит от отношения рычага усилия к нагрузочному рычагу . Рычаг усилия (EA) — расстояние между точкой опоры и усилием; в теле это расстояние между суставом и местом прикрепления мышцы. Рычаг нагрузки (LA) — расстояние между точкой опоры и грузом; в теле – это расстояние между суставом и нагруженной частью тела.
Чем больше отношение силового плеча к нагрузочному, тем эффективнее система рычагов (т. е. тем легче перемещать груз). Следовательно, если расстояние между местом прикрепления мышцы и суставом больше, чем расстояние между нагрузкой и суставом, ваша мышца имеет преимущество. Вот почему икроножные мышцы могут поднимать больший вес, чем бицепсы, даже если они одинаково сильны!

Рычаги, участвующие в подошвенном сгибании и сгибании в локтевом суставе. Иллюстрации из анатомии и физиологии.
Чтобы понять эту концепцию, давайте рассмотрим простой пример рычага первого класса.
Представьте, что вам нужно сдвинуть очень тяжелый камень. Чтобы поднять его, вы могли бы создать первоклассную рычажную систему с лопатой и шлакоблоком. Вы стратегически размещаете шлакоблок так, чтобы, когда вы используете его в качестве рычага, середина ручки лопаты опиралась на него. Теперь, когда вы кладете руки на конец лопаты, чтобы приложить направленную вниз силу (усилие), воздействующую на камень (нагрузку), ваши руки и камень находятся на одинаковом расстоянии от шлакоблока (точки опоры). Таким образом, ваша рука усилия и рука нагрузки равны.

Чтобы упростить задачу, вы можете переместить шлакоблок ближе к скале, переместив точку опоры ближе к грузу. Это уменьшает плечо нагрузки и увеличивает плечо усилия, делая рычаг более эффективным и позволяя вам поднимать камень с меньшим усилием.

Атланто-затылочный сустав как рычаг первого класса
Примером рычага первого класса в человеческом теле является голова и шея при разгибании шеи. Точка опоры (атланто-затылочный сустав) находится между нагрузкой (передняя часть черепа) и усилием (мышцы-разгибатели шеи). Мышцы прикрепляются к задней части черепа, чтобы обеспечить максимальное усилие руки. Атланто-затылочный сустав посередине обеспечивает рычаг, и когда мышцы сокращаются, тянущие затылочную кость вниз, передняя часть черепа приподнимается. Можете ли вы вспомнить какие-либо другие примеры?
Атлантозатылочный сустав как рычаг первого класса. Скриншот из Атласа анатомии человека.
Сгибание шеи в действии. Видеоматериалы из «Мышцы и кинезиология».

Локтевой сустав как рычаг третьего класса
Примеры системы рычагов третьего класса в человеческом теле многочисленны. В нашем случае сгибание рук на бицепс с отягощением и подъем на носки система рычагов, задействованная в сгибании рук на бицепс, механически менее эффективна, чем система рычагов, используемая в подъемах на носки. Локтевой сустав является примером рычага третьего рода, работающего с усилием между грузом и точкой опоры.
Расстояние между локтевым суставом и местом прикрепления сухожилия бицепса очень мало, особенно по сравнению с расстоянием между локтевым суставом и весом в руке. Рычаг усилия значительно короче рычага нагрузки, что делает отношение очень маленьким. Когда вы пытаетесь согнуть вес, ваш бицепс должен работать больше, потому что он находится в невыгодном механическом положении.
Локтевой сустав как рычаг третьего рода. Скриншот из Атласа анатомии человека.
Сгибание локтя. Видеоматериалы из «Мышцы и кинезиология».

Икра как рычаг второго класса
Однако икроножная мышца голени имеет механическое преимущество. При подошвенном сгибании голень действует как рычаг второго рода. Рычаг второго рода — это единственный рычаг, который может обещать, что плечо усилий всегда будет больше, чем плечо нагрузки. Такое расположение приводит к большему соотношению силового плеча к нагрузочному, что делает рычаг второго класса наиболее выгодным с механической точки зрения.
При подъеме на носки усилие исходит от икроножной мышцы, прикрепленной к пяточной кости. Нагрузка исходит из веса вашего тела и дополнительного веса, который вы держите; эта сила действует на рычажную систему через голень. Точка опоры образована пястно-фаланговым суставом.
При таком расположении нагрузка находится посередине, а усилие максимально удалено от точки опоры. Таким образом, при подошвенном сгибании можно перемещать гораздо больший вес, чем при сгибании в локте, даже если ваш бицепс так же силен, как и икра.
Теленок как рычаг второго рода. Скриншот из Атласа анатомии человека.
Подошвенное сгибание в действии. Видеоматериалы из «Мышцы и кинезиология».
Все эти рычажные системы используются во всем теле человека. Однако может быть сложно понять, какую систему использует сустав! Если вы застряли, помните, что для классификации рычага вы должны проанализировать, где приложены силы. Например, некоторые мышцы находятся на одной стороне сустава, но их сухожилия пересекают сустав и прикладывают усилие к кости на противоположной стороне. Это то, что происходит в колене. Можете ли вы выяснить, какую систему рычагов использует колено?
Разгибание колена. Видеоматериалы из «Мышцы и кинезиология».
Как и на изображениях выше, вы можете использовать инструмент рисования в «Атласе анатомии человека» и «Мышцы и кинезиология» для рисования диаграмм, которые помогут вам определить, какой тип системы рычагов использует тот или иной сустав. Получайте удовольствие от обучения!
Говоря о работе мышц и коленном суставе… ознакомьтесь с нашей электронной книгой «Сгибание колена», чтобы узнать больше о том, как работает это важное движение!
Обязательно подпишитесь на Visible Body Ведите блог, чтобы узнать больше об анатомии!
Вы инструктор? У нас есть отмеченные наградами 3D-продукты и ресурсы для вашего курса анатомии и физиологии! Узнайте больше здесь.
Темы
Анатомия и физиология
Рычаги, которые поднимаются — Урок
(4 рейтинга)
Нажмите здесь, чтобы оценить
Quick Look
Уровень: 8 (7-9)
Необходимое время: 15 минут
Зависимость от урока: Нет
предметных областей: Физические науки
Ожидаемые характеристики NGSS:
МС-ПС2-2
Доля:
TE Информационный бюллетень
Резюме
Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесом и осью. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, прикладываемой к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальной траектории и колесо и ось для увеличения крутящего момента, прикладываемого к объекту. Механическое преимущество этих машин помогает определить их способность облегчить или ускорить работу.
Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).
Инженерное подключение
Простые машины чрезвычайно ценны для инженеров, поскольку они используются для легкого выполнения огромного объема работы. В частности, инженеры могут спроектировать простую машину, которая обеспечивает желаемое механическое преимущество, чтобы работа могла выполняться (более) эффективно и результативно. Даже самые сложные машины, разработанные сегодня инженерами, представляют собой комбинацию одной или нескольких из шести известных простых машин. Рычаг, шкив и колесо с осью можно найти во многих инженерных устройствах, таких как лом, подъемный кран и велосипед.
Цели обучения
После этого урока учащиеся должны уметь:
Объясните, как рычаг, шкив и колесо с осью облегчают работу.
Определите, как рычаг, шкив и колесо и ось используются сегодня во многих известных инженерных системах.
Обсудите механические преимущества рычага, шкива и колеса с осью.
Образовательные стандарты
Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.
Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www. achievementstandards.org).
В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т.д. .
NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука
Ожидаемая производительность NGSS
МС-ПС2-2. Спланируйте исследование, чтобы предоставить доказательства того, что изменение движения объекта зависит от суммы сил, действующих на объект, и массы объекта. (6-8 классы)
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Концепции раскряжевки
Научные знания основаны на логических и концептуальных связях между фактами и объяснениями.
Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!
Движение объекта определяется суммой действующих на него сил; если общая сила, действующая на объект, не равна нулю, его движение изменится. Чем больше масса объекта, тем большая сила необходима для достижения такого же изменения движения. Для любого данного объекта большая сила вызывает большее изменение движения.
Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!
Все положения объектов и направления сил и движений должны быть описаны в произвольно выбранной системе отсчета и произвольно выбранных единицах размера. Для того, чтобы поделиться информацией с другими людьми, эти выборы также должны быть разделены.
Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!
Объяснение стабильности и изменений в естественных или искусственных системах может быть построено путем изучения изменений во времени и сил в различных масштабах.
Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
ГОСТ
Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Подписывайся
Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!
PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.
Больше учебных программ, подобных этому
Высший элементарный урок
Инжиниринг: Простые машины
Учащиеся знакомятся с шестью типами простых механизмов — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте строительства пирамиды, получая представление высокого уровня об инструментах, которые использовались с тех пор. древних времен и используются до сих пор.
Инженерия: простые машины
Урок средней школы
Простой самолет Простой
Этот урок знакомит учащихся с тремя из шести простых механизмов, которыми пользуются многие инженеры. К таким машинам относятся наклонная плоскость, клин и шнек.
Просто самолет Простой
Урок средней школы
Преимущество машин
На этом уроке учащиеся узнают о работе, как ее определяет физика, и увидят, что работа упрощается благодаря использованию простых машин. Уже ежедневно сталкиваясь с простыми машинами, школьники узнают об их широком использовании в улучшении повседневной жизни.
Преимущество машин
Высший элементарный урок
Скольжение вправо с помощью наклонной плоскости
Студенты изучают строительство пирамиды, изучая простой механизм, называемый наклонной плоскостью. Они также узнают о другом простом механизме, винте, и о том, как он используется в качестве подъемного или крепежного устройства.
Скользите вправо, используя наклонную плоскость
Предварительные знания
Учащиеся должны быть знакомы с шестью простыми машинами, как обсуждалось в Уроке 1 этого модуля «Преимущество машин».
Введение/Мотивация
Сегодня мы готовы узнать еще о трех простых машинах. К ним относятся рычаг, шкив и колесо с осью. Поначалу эти машины могут показаться вам незнакомыми, но, скорее всего, вы узнаете их, когда мы расскажем о многих повседневных приложениях, оборудовании и приборах, в которых они используются. Хотя одна из шести простых машин не превосходит другую, каждая машина предлагает свои преимущества для различных инженерных приложений. Эти преимущества, а также то, как их используют инженеры, будут обсуждаться на сегодняшнем уроке, когда мы будем изучать следующие три исключительные машины. После урока учащиеся могут применить свои знания наряду с творчеством в практическом сопутствующем задании «Машины и инструменты, часть II».
Сегодня многих инженеров, особенно инженеров-механиков, интересуют простые машины и их способность выполнять огромный объем работы с минимальными усилиями. Чтобы понять, как это достигается, необходимо вспомнить, что работа совершается путем приложения силы к грузу и его перемещения на некоторое расстояние. Чем больше приложенная сила и чем дальше перемещается груз, тем больше совершается работа. Эта идея математически выражается как

Мы знаем, что для выполнения определенной задачи необходимо выполнить определенный объем работы. Однако природа не указывает, как именно эта работа может быть выполнена. Это позволяет инженерам выполнять тот же объем работы с меньшими усилиями, просто перемещая груз на большее расстояние. Эта тактика облегчения работы выполняется с помощью простых механизмов, таких как рычаг, шкив и колесо с осью.
Рычаг
Рисунок 2. Три класса рычагов.
авторское право
авторское право © 2006 Джейк Льюис, программа ITL, Инженерный колледж Университета Колорадо в Боулдере
Рычаг является наиболее привычным из всех простых механизмов из-за его простой конструкции и широкого применения в многочисленных технических устройствах. Он просто состоит из жесткой балки или стержня, который свободно вращается вокруг фиксированной точки, также называемой точкой опоры . Располагая точку опоры близко к тяжелому объекту и прикладывая усилие издалека, можно использовать рычаги для легкого подъема огромных грузов (см. рис. 1). Объект, перемещаемый рычагом, часто называют 9.0041 нагрузка , или выходная сила, а сила, приложенная к рычагу, называется усилием , или входной силой. Лом — классический пример использования рычага для облегчения работы. С помощью лома плотники могут легко извлекать гвозди из дерева, что было бы почти невозможно и крайне неэффективно без такой удобной машины.
Рисунок 3. Тачка, разновидность рычага второго рода и одна из шести простых машин.
авторское право
Авторское право © Министерство транспорта США, Федеральное управление автомобильных дорог http://www.fhwa.dot.gov/environment/fspubs/05232810/page16.htm
Сразу же вы увидите, что на рычаге всегда есть точка опоры, нагрузка и усилие, но может быть трудно заметить, как положение каждого из них относительно друг друга может полностью изменить характеристики рычага. По этой причине рычаги делятся на три разных типа; называются рычагами первого, второго и третьего рода (см. рис. 2).
Классификация каждого зависит от положения точки опоры относительно усилия и нагрузки. В первоклассном рычаге точка опоры располагается между усилием и нагрузкой, напоминая качели. Примеры рычагов этого типа включают весы, лом и ножницы.
Рычаг второго рода – это когда груз помещается между точкой опоры и усилием. Этот тип рычага использовался в конструкции многих устройств, таких как тачка, щелкунчик, открывалка для бутылок и обычная дверь.
Наконец, рычаги третьего класса работают с усилием, приложенным между точкой опоры и грузом. Эти рычаги можно найти в пинцете, удочке, молотке, лодочном весле и граблях.
Шкив
Рисунок 4. Шкив, один из шести простых механизмов.
авторское право
Авторское право © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере
На протяжении всей истории инженеры считали шкив предпочтительным механизмом для подъема тяжелых предметов по прямой вертикальной траектории. Шкив в основном представляет собой круглый диск с канавками, который служит для направления веревки или троса, натянутого по его периметру, как показано на рис. 4. С помощью одного шкива инженеры могут изменить направление приложенной силы; например, потянув веревку вниз, чтобы поднять вес. Однако использование комбинации шкивов в системе шкивов может изменить как величину, так и направление прикладываемого усилия. Чтобы увеличить подъемную силу шкива, к системе шкивов добавляются шкивные колеса, так что усилие, необходимое для подъема предметов по вертикали, значительно снижается. Эта машина включена в конструкцию различных инженерных систем, таких как кран, где огромные грузы манипулируются небольшим усилием, создаваемым относительно небольшим двигателем. Некоторые краны могут иметь множество шкивов и сложную систему тросов, что еще больше увеличивает возможности подъема более тяжелых предметов. Многие другие устройства используют шкив, чтобы извлечь выгоду из его удивительного потенциала, включая лифт, парусную лодку и простой флагшток.
Колесо и ось
Последняя простая машина, о которой мы собираемся узнать, — это колесо и ось, которые инженеры в основном используют для увеличения силы поворота или вращения. Это устройство состоит из круглого колеса, непосредственно соединенного с круглым валом или осью и вращающегося вокруг общей оси (см. рис. 5). Из этого расположения вы можете заметить, что колесо и ось работают так же, как и рычаг; однако он отличается тем, что может увеличивать вращательную силу вместо линейной силы. Инженеры обычно называют силу вращения крутящий момент . Чтобы оставаться в соответствии с определением механического преимущества, мы определяем колесо и ось так, чтобы усилие или входная сила всегда прикладывались к колесу, а нагрузка или выходная сила всегда действовала на ось.
Рисунок 5. Колесо и ось, одна из шести простых машин.
авторское право
авторское право © 2006 Джейк Льюис, программа ITL, Инженерный колледж Университета Колорадо в Боулдере
В большинстве случаев ось меньше колеса, и приложенный крутящий момент увеличивается за счет машины; однако такая конфигурация не всегда имеет место. В некоторых случаях ось больше колеса, и входное расстояние увеличивается машиной вместо входного крутящего момента.
Примеры колеса и оси включают отвертку, рулевое колесо, реактивный двигатель, механические шестерни и даже дверные ручки.
Велосипед — прекрасный пример нескольких простых механизмов, таких как колесо и ось, рычаг и шкив, объединенных в одно устройство (см. рис. 6). Передняя и задняя шины представляют собой колеса и оси, где шины вращаются вокруг оси в центре, где закреплены шестерни. Шестерни и цепь действуют как шкив и помогают вращать колесо на его оси. На велосипеде есть несколько рычагов, одним из которых является педаль. Все три этих простых механизма необходимы для движения велосипеда! Когда вы едете на велосипеде, ваша нога передает энергию на педаль (рычаг), которая затем передается от педали на цепь и шестерни (система шкивов). Эта энергия, наконец, передается на систему колес и осей (шины), а затем на землю, чтобы заставить велосипед двигаться вперед!
Рис. 6. Велосипед, пример простой машины с колесом и осью.
авторское право
авторское право © 2007 Джанет Йоуэлл, программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере
Предыстория урока и концепции для учителей
Механическое преимущество машины характеризует ее способность эффективно и результативно выполнять работу. Следовательно, каждый раз, когда рассматривается простая машина для соответствующей технической системы, необходимо определить связанное с ней механическое преимущество. В Уроке 1 этого модуля механическое преимущество машины определяется как отношение нагрузки (сопротивления, которое машина преодолевает) к усилию (приложенной силе). Механическое преимущество — это способ определить, насколько хорошо работает машина. Эту идею также можно выразить общим математическим уравнением:
Для трех простых машин в этом уроке важно прояснить, что механическое преимущество машины говорит о ее возможностях. Если MA = 1 ( Механическое преимущество = 1), это означает, что машина не влияет на облегчение работы, поскольку выходная сила точно такая же, как входная сила. Большинство простых машин обеспечивают механическое преимущество больше 1 ( MA > 1), так что работа становится легче; т. е. входная сила увеличивается, и, следовательно, механическое преимущество меньше, чем выходная сила.
В некоторых случаях полезно иметь механическое преимущество меньше 1. В этом случае машина усложняет работу, поскольку входная сила больше выходной силы. Это может показаться противоречащим назначению простых машин; однако сила должна быть уменьшена машиной для увеличения расстояния. Иногда это бывает очень полезно в некоторых инженерных приложениях и удивительно распространено среди трех машин, обсуждаемых в этом уроке.
Подводя итог этой концепции, если MA < 1, расстояние умножается — работа становится тяжелее, но быстрее; если MA > 1, усилие умножается — работа делается легче, но медленнее. Обладая этой информацией, инженеры могут изменить механическое преимущество машины, чтобы создать эффективное, действенное и очень полезное устройство.
Механическое преимущество
Рычаг
Преимущество рычагов в отношении усилия и нагрузки (или входной и выходной силы) зависит от того, насколько далеко каждый из них находится от точки опоры. Механическое преимущество рычага увеличивается, когда либо усилие перемещается дальше от точки опоры, либо нагрузка смещается ближе к точке опоры, либо и то, и другое. Эта идея кредитное плечо может быть выражено математически как:
В этом уравнении расстояние между нагрузкой и точкой опоры называется рычагом нагрузки , а расстояние от точки опоры до усилия называется рычагом усилия , как показано на рисунке 9.
Рисунок 9. Механическое преимущество рычагов.
авторское право
авторское право © 2006 Джейк Льюис, программа ITL, Инженерный колледж Университета Колорадо в Боулдере
Обратите внимание, что одно определение механического преимущества рычага применимо ко всем трем классам рычагов. Однако из-за физического устройства каждого типа рычага мы отмечаем, что для рычагов второго рода MA > 1, но для рычагов третьего класса MA < 1. Рычаги первого класса имеют уникальную возможность увеличивать либо усилие на входе, либо расстояние на входе ( MA > 1 или MA < 1) . Возможности этих различных типов рычагов предоставляют инженерам широкий выбор в процессе проектирования и выбора конкретной инженерной системы.
Шкив
Система шкивов работает по принципу, согласно которому груз можно легче поднять, потянув за веревку или трос, намотанный между несущей конструкцией и жестким креплением, прикрепленным к самому грузу. Одна чрезвычайно распространенная идея — и часто эмпирическое правило — для шкива состоит в том, чтобы вычислить его механическое преимущество, подсчитав количество шкивов, находящихся в системе. Хотя эта практика в целом приемлема, метод не всегда дает точные результаты. Более точный метод расчета механического преимущества шкива заключается в подсчете количества канатов или тросов, поддерживающих нагрузку. Тогда математическое соотношение просто выражается как:
Этот результат может показаться не связанным с общим определением механического преимущества; однако эта машина остается в полном согласии с определением после определения входного и выходного расстояний. На рисунке 11 мы можем увидеть, как входное расстояние, выходное расстояние и количество опорных линий соотносятся в системе шкивов. В этом примере, если шкив имеет механическое преимущество, равное 2 ( MA = 2), вытягивание конца опорной линии с усилием на заданное входное расстояние вызовет подъем груза на расстояние, равное половине вытягиваемого усилиями. Это справедливо для всех комбинаций шкивов: чем больше опорных линий прикреплено к грузу, тем большее входное расстояние требуется для подъема груза на желаемую высоту. В заключение мы обнаруживаем, что физическая геометрия системы шкивов требует, чтобы ее механическое преимущество всегда было больше 1 и только в положительных целых значениях; то есть МА = 1, 2, 3 и т. д.
Рис. 11. Механическое преимущество шкива.
авторское право
авторское право © 2006 Джейк Льюис, программа ITL, Инженерный колледж Университета Колорадо в Боулдере
Колеса и оси
Прежде чем говорить о механическом преимуществе колеса и оси, чрезвычайно важно помнить, что усилие всегда прилагается к колесу, а нагрузка всегда противодействует поворотному движению оси. В частности, когда к колесу прилагается усилие и оно поворачивается на угол θ, геометрия диктует, что входное расстояние должно быть произведением θ и радиуса колеса. Точно так же, поскольку ось прикреплена к колесу и повернута на тот же угол θ, выходное расстояние равно произведению θ и радиуса оси. Тогда из общего определения мы видим, что механическое преимущество колеса и оси зависит только от радиуса каждого из них, где его можно записать как:
Этот результат информирует инженеров о том, как можно изменить механическое преимущество колеса и оси, чтобы обеспечить наиболее эффективные результаты в инженерной системе. Как правило, инженеры настраивают колесо и ось так, чтобы их механическое преимущество было больше 1, чтобы извлечь выгоду из увеличенного крутящего момента, например, в случае с рулевым колесом. Если инженеры предпочитают, чтобы колесо и ось увеличивали расстояние и, таким образом, работали быстрее, как в случае с велосипедом, машина конструируется с осью, большей, чем колесо, или МА < 1.
Рисунок 12. Механическое преимущество колеса и оси.
авторское право
авторское право © 2006 Джейк Льюис, программа ITL, Инженерный колледж Университета Колорадо в Боулдере
Связанные виды деятельности
Машины и инструменты, часть II. Учащиеся строят систему шкивов, чтобы узнать, как можно увеличить ее механическое преимущество и согласуются ли их результаты с расчетными значениями.
Закрытие урока
Все простые машины характеризуются способностью обеспечивать механическое преимущество, что позволяет инженерам проектировать устройства, облегчающие работу и повышающие ее эффективность. Хотя одна машина не превосходит другую, каждая машина обладает своими уникальными и привлекательными возможностями, которые используются инженерами для множества приложений. Рычаг способен быстро увеличивать силу или расстояние; шкив может поднимать огромные грузы по вертикальной траектории; а колесо и ось используются для легкого увеличения входного крутящего момента. Эти три простых механизма в сочетании с тремя другими (наклонная плоскость, клин и винт) дают инженерам набор чрезвычайно ценных инструментов для эффективного выполнения работы.
Словарь/Определения
сложная машина: Машина, которая работает путем объединения двух или более из шести простых машин.
Рычаг: Простая машина, состоящая из жесткой балки или стержня, которая поворачивается вокруг фиксированной точки для перемещения тяжелых грузов с меньшими усилиями.
механическое преимущество: количество раз, когда сила воздействует на машину, умножается на машину.
шкив: Простая машина, состоящая из круглого колеса с канавками, которое направляет трос, трос или цепь. Эта машина в основном используется для подъема тяжелых грузов по прямой вертикальной траектории.
простая машина: Основные части любой машины. Простые механизмы могут существовать сами по себе, а также иногда быть скрытыми в окружающих вас механических устройствах; устройство, которое выполняет работу, увеличивая или изменяя направление силы, облегчая выполнение работы людьми.
крутящий момент: результат приложения линейной силы снаружи круглой рамы для создания тенденции к повороту.
колесо и ось: Простая машина, состоящая из двух круглых или цилиндрических объектов, скрепленных вместе и вращающихся вокруг общей оси. Эта машина в основном используется для увеличения крутящего момента, создаваемого пользователем.
работа: Энергия, затраченная на перемещение объекта на расстояние с использованием силы (W = Fd).
Оценка
Оценка перед уроком
Вопрос/Ответ : Задайте учащимся следующие вопросы и обсудите в классе:
Работа определяется как произведение силы на расстояние. Какая из этих вещей, сила или расстояние, усложняет выполнение работы? (Ответ: Сила. Если машина может уменьшить силу, необходимую для выполнения работы, ее обычно легче применить на более длинном расстоянии.)
Работа определяется как произведение силы на расстояние. Какая из этих вещей, сила или расстояние, ускоряет или замедляет работу? (Ответ: Расстояние. Если машина может сократить расстояние, необходимое для выполнения работы, то, как правило, она выполняет работу быстрее, даже если ее выполнить труднее.)
Оценка после внедрения
Голосование : Задайте вопрос «верно/неверно» и предложите учащимся проголосовать, подняв большой палец вверх, если ответ «верный», и большой палец вниз, если ответ неверный. Подсчитайте голоса и запишите числа на доске. Дайте правильный ответ.
Верно или неверно: рычаг состоит из четырех различных компонентов. (Ответ: Неверно. Рычаг состоит из трех основных компонентов: точка опоры, усилие и нагрузка. Эти компоненты могут быть расположены тремя различными способами, поэтому рычаг имеет три различных классификации.)
Правда или Ложь: Рычаг — более простой механизм, чем шкив или колесо и ось. (Ответ: Неверно. Хотя рычаг может быть лучшим выбором для инженеров в конкретной конструкции, одна машина не превосходит другую. Каждая простая машина имеет свои уникальные преимущества, которые можно использовать для различных инженерных приложений.)
Оценка итогов урока
Вопрос для обсуждения : Запрашивать, объединять и обобщать ответы учащихся.
Спросите учащихся, как механические преимущества машины помогают инженерам. Учащиеся должны понимать, что если механическое преимущество машины меньше 1, машина увеличивает входное расстояние (работа сложнее, но намного быстрее). Если механическое преимущество машины больше 1, машина увеличивает входную силу (работа выполняется легче, но медленнее). Если MA = 1, машина ничего не делает и работает так же. Другими словами:
Если MA < 1, то работать сложнее, но быстрее
Если MA > 1, то работа медленнее, но легче
Расширение урока
Командное соревнование : Разделите класс на небольшие группы по два-три ученика в каждой и попросите каждую группу подумать, где в современных инженерных системах можно найти рычаг, шкив и колесо и ось. Выигрывает та группа, которая думает о большем количестве машин. Чтобы получить полный балл, каждая команда должна указать инженерное устройство вместе с соответствующей простой машиной. Примеры: Рычаг: качели, весы, лом, тачка, щелкунчик, открывалка для бутылок, пинцет, удочка, молоток, лодочное весло, грабли и т. д. Шкив: кран, подъемник, флагшток и т. д. Колесо и ось: отвертка, руль, велосипедные шестерни, дверная ручка и т. д.
Комплексные машины:
[Примечание для учителя: это дополнительное задание следует выполнить после того, как учащиеся познакомятся со всеми шестью простыми механизмами в ходе этого урока и урока Простой самолет]
Сложная машина — это машина, которая работает путем объединения двух или более простых машин. Рассмотрим ножницы. Два рычага, которые вы сжимаете вместе, — это рычаги , а режущие кромки лезвий — острые клинья . Ножницы были решением реальной проблемы, которую упростили, разбив ее на более мелкие части. Простые механизмы рычага и клина были объединены для создания инженерного решения.
В группах по двое подумайте о следующих сложных машинах. Для каждой сложной машины перечислите простые машины, которые были объединены, и где они находятся (так же, как описание ножниц):
Тачка
Ручной консервный нож
Точилка для карандашей
Штопор
Ответы:
Тачка: Сама тачка представляет собой рычаг 2-го класса в сочетании с колесом и осью, чтобы заставить ее катиться.
Ручной консервный нож: ручка, которую вы вращаете, представляет собой колесо и ось. Два длинных рычага, которые зажимают, образуют рычаг. Круглое колесо, разрезающее металлическую крышку, представляет собой острый клин.
Точилка для карандашей: лезвие, которое режет и затачивает карандаш, представляет собой клин. Винт удерживает детали вместе. Часть, которую вы вращаете, представляет собой колесо и ось.
Штопор: Вращающаяся ручка вверху представляет собой колесо и ось. Спиральная металлическая деталь, крепящая пробку, представляет собой винт. Острый кончик в нижней части спиральной детали представляет собой клин, которым вонзается в пробку перед поворотом. Два боковых рычага, которые нажаты вниз, представляют собой рычаги.
использованная литература
Кахан, Питер. Движение, силы и энергия: Science Explorer Student Edition . Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2002.
Маколей, Дэвид. Как все работает . Бостон, Массачусетс: Компания Houghton Mifflin, 1988.
.
Окружающая среда: Ручной инструмент для работы на пересеченной местности . Последнее обновление: 16 июня 2005 г. Федеральное управление автомобильных дорог, Министерство транспорта США. По состоянию на 31 августа 2007 г. http://www.fhwa.dot.gov/environment/fspubs/05232810/page16.htm
Вудс, Майкл и Мэри Вудс. Древние машины: от клиньев до водяных колес . Миннеаполис, Миннесота: Runestone Press, 2000.
Другая связанная информация
Просмотрите центр учебных программ по физике, ориентированных на инженеры NGSS, чтобы найти дополнительную учебную программу по физике и физическим наукам, посвященную инженерии.
Авторские права
© 2007 Регенты Университета Колорадо.
Авторы
Джейк Льюис; Малинда Шефер Зарске; Джанет Йоуэлл
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере
Благодарности
Содержание этой цифровой библиотеки было разработано в рамках Интегрированной программы преподавания и обучения в рамках гранта Национального научного фонда ГК-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 12 января 2021 г.
Какие рычаги использует ваше тело? — Science Learning Hub
Добавить в коллекцию
+ Создать новую коллекцию
Мышцы и кости действуют вместе, образуя рычаги. Рычаг — это жесткий стержень (обычно отрезок кости), который вращается вокруг оси (обычно сустава). Можно использовать рычаги, чтобы малая сила могла двигать гораздо большую силу. Это называется механическим преимуществом.
Рычаг состоит из четырех частей: плечо рычага, ось, усилие и нагрузка. В нашем теле:
кости действуют как рычаги
суставы действуют как шарниры
мышцы обеспечивают усилие силы для перемещения грузов или вытащить вещи за пределы нашего тела.
Рычаги также можно использовать для увеличения движения, например, при ударе по мячу небольшие сокращения мышц ног вызывают гораздо большее движение в конце ноги.
Рычаги могут дать нам преимущество в силе или в движении, но не то и другое вместе.
Природа науки
Ученые используют данные для подтверждения своих объяснений мира. Эти объяснения дополняют растущий объем знаний. Например, знание рычагов лежит в основе объяснения движений тела. Помните, что научное знание продолжает развиваться и поэтому является предварительным.
Типы рычагов
Различные классы рычагов идентифицируются по способу расположения суставов и мышц, прикрепленных к кости.
Этот стержень находится в месте, где ваш череп встречается с верхней частью позвоночника. Ваш череп является плечом рычага, а мышцы шеи в задней части черепа обеспечивают силу (усилие), чтобы поднять голову против веса головы (нагрузки). Когда мышцы шеи расслабляются, голова наклоняется вперед.
Рычаг класса 1 – кивайте головой
Ось вращения – это место, где ваш череп встречается с верхней частью позвоночника. Ваш череп является плечом рычага, а мышцы шеи в задней части черепа обеспечивают силу (усилие), чтобы поднять голову против веса головы (нагрузки). Когда мышцы шеи расслабляются, голова наклоняется вперед.
Для этого рычага ось лежит между усилием и нагрузкой. Пила на детской площадке — еще один пример рычага класса 1, где усилие уравновешивает нагрузку.
Природа науки
Ученые создают модели для демонстрации своих объяснений. Часто модели создаются для демонстрации того, как все работает. Эта модель использует физическую идею рычагов для объяснения движения мышц/костей. Физическое объяснение рычагов поддерживает эту модель.
Рычаг класса 2 – встать на носочки
Шарнир находится в суставах пальцев ног, а стопа действует как плечо рычага. Ваши икроножные мышцы и ахиллово сухожилие обеспечивают усилие, когда икроножная мышца сокращается. Нагрузка представляет собой вес вашего тела и поднимается за счет усилия (сокращения мышц).
Груз находится между шкворнем и усилием (как у тачки). Требуемая сила усилия меньше, чем сила нагрузки, поэтому имеется механическое преимущество. Это мышечное движение задней части ног позволяет вам перемещать все тело на небольшое расстояние.
Рычаг класса 3 – согните руку
Шарнир находится в локте, а предплечье действует как плечо рычага. Двуглавая мышца обеспечивает усилие (силу) и сгибает предплечье против веса предплечья и любого веса, который рука может удерживать.
Нагрузка находится дальше от оси вращения, чем усилие. Механического преимущества нет, потому что усилие больше, чем нагрузка. Однако этот недостаток компенсируется большим движением — небольшое сокращение бицепса вызывает большое движение предплечья. Этот тип рычажной системы также дает нам преимущество в гораздо большей скорости движения.
Многие комбинации мышц и костей в нашем теле относятся к рычажному типу класса 3.
Природа науки
Законы движения, которыми сегодня пользуются ученые, были предложены сэром Исааком Ньютоном (1643-1727). Многие считают его величайшим влиянием в истории науки, и ньютоновское измерение силы признает его вклад. Его законы позволяют людям делать предсказания.
Что такое крутящий момент?
В приведенных выше примерах усилие и нагрузка действовали в противоположных друг другу направлениях вращения. Если нагрузка пытается повернуть рычаг по часовой стрелке, усилие пытается повернуть рычаг против часовой стрелки. Силы, действующие на рычаг, также по-разному действуют в зависимости от того, насколько они удалены от оси вращения. Например, толкая дверь, открыть ее легче, если нажать на дверную ручку, а не рядом с петлей (шарниром). Нажатие на дверь производит эффект поворота, который вызывает вращение.
Этот эффект поворота называется крутящим моментом (или рычагом).
Формула для расчета величины крутящего момента:
крутящий момент = сила x перпендикулярное расстояние до оси вращения.
Сила измеряется в ньютонах, а расстояние до оси вращения измеряется в метрах или сантиметрах, поэтому единицей измерения крутящего момента будет ньютон-метр (Нм) или ньютон-сантиметр (Нсм).
Вы можете увеличить величину крутящего момента, увеличив размер силы или увеличив расстояние, на котором сила действует от оси вращения. Вот почему дверная ручка находится далеко от петли.
Силы наших мышц создают крутящие моменты вокруг наших суставов по часовой стрелке и против часовой стрелки. Если крутящие моменты равны и противоположны, рычаг не будет вращаться. Если они неравны, рычаг будет вращаться в сторону большего крутящего момента.
На приведенной ниже диаграмме нагрузка и вес голени создают крутящий момент по часовой стрелке вокруг колена. Голень будет вращаться по часовой стрелке.
Если мышца подколенного сухожилия в задней части бедра сокращается с большой силой, она создает крутящий момент против часовой стрелки, который удерживает ногу вверх.
На этой диаграмме подъем веса, как у человека слева, приводит к большему крутящему моменту в нижней части позвоночника (шарнир) — подъемная сила находится на большем расстоянии перпендикулярно к шарниру. Мышцы спины должны прилагать огромную силу, чтобы обеспечить крутящий момент, который уравновешивает крутящий момент от поднимаемого веса.
Важно поднимать тяжелый вес близко к телу, чтобы уменьшить крутящий момент, создаваемый в нижней части позвоночника.
Сопутствующее содержимое
Узнайте больше о мышечной работе. На эффективность мышц влияют три основных фактора: сила, мощь и выносливость. Мышечная сила может быть безопасно измерена путем оценки максимума спортсмена в одном повторении (1ПМ).
Идея занятия
Сгибание рук на бицепс моделирует и измеряет усилие двуглавой мышцы.
Опубликовано 21 июня 2007 г. Ссылки на концентраторы
Go To Full Glossary
Добавить 0 пунктов в коллекцию
+ Создайте новую коллекцию
Загрузка 00003
. Рычаг
Простые машины упрощают работу, увеличивая, уменьшая или изменяя направление силы. Есть шесть различных типов простых механизмов, включая пандусы, рычаги и шестерни.
Научные проекты Simple Machines
Сделать рычаг
Рычаг — это тип простого механизма. Вы можете сделать один и поэкспериментировать с тем, как перемещение точки поворота или точки опоры меняет то, как рычаг может поднимать предметы.
Что вам потребуется:
Прочная деревянная линейка, кусок пенопласта или тонкий кусок дерева (мы использовали 24-дюймовый кусок липы, который можно приобрести в магазине товаров для творчества)
Большой зажим для переплета
Гири или различные предметы (или маленькие бумажные стаканчики и монетки для использования в качестве гирь)
Что нужно сделать:
1. Снимите металлические зажимы с основания зажима для переплета, сжав стороны вместе и пропустив концы через канавку.
2. Установите рычаг (линейку, пенопласт или дерево) на зажим для переплета. Расположите его ближе к середине, чтобы доска была сбалансирована. Зажим для переплета называется точкой опоры, которая дает вашему рычагу точку поворота.
3. Поместите груз на один конец и отметьте, что происходит с каждым концом рычага.
4. Переместите точку опоры (скрепку) ближе к концу с грузом.
5. Поместите более легкий груз или предмет на другой конец. Если ничего не происходит, отрегулируйте положение зажима (точки опоры), пока более тяжелый конец не будет поднят вверх.
6. Вы только что сделали рычаг и использовали его, чтобы поднять тяжелый предмет с помощью более легкого!
7. Вы можете больше экспериментировать, перемещая точку опоры и меняя расположение грузов.
Что произошло:
В этом эксперименте вы взяли обычную линейку или кусок дерева и добавили точку опоры, чтобы сделать простой механизм, называемый рычагом!
Чтобы понять, как работает рычаг, представьте детские качели. С более тяжелым предметом на одном конце более легкий (пустой) конец рычага был поднят вверх.
Переместив точку опоры ближе к тяжелому концу, вы могли использовать рычаг, чтобы помочь вам поднять более тяжелый предмет, когда вы поместили более легкий предмет на противоположный конец.
Это ничего не изменило в более легком весе — он остался точно таким же. Перемещение точки поворота рычага ближе к объекту, который вы пытались поднять, изменило величину силы (или работы), необходимой для подъема объекта. Перемещение точки опоры ближе к объекту значительно облегчило подъем тяжелого объекта.
Как вы думаете, что произойдет, если вы переместите точку опоры в противоположном направлении? Чтобы поднять объект, потребуется больше силы или, в данном случае, более тяжелый вес!
Говоря о рычагах, все может немного запутаться, поэтому есть несколько терминов, которые мы можем использовать, чтобы все было ясно.
В нашем вышеприведенном эксперименте тяжелый объект, который мы пытались поднять, называется силой нагрузки.
Легкий вес, который мы использовали для подъема груза, называется силой усилия. Когда точка опоры находилась в середине рычага, сила усилия должна была быть больше силы нагрузки, чтобы поднять силу нагрузки вверх.
Но, просто изменив точку поворота рычага, мы смогли использовать меньшую силу усилия для подъема большей силы груза.
Прелесть рычагов в том, что они облегчают работу, уменьшая усилие, необходимое для подъема или перемещения чего-либо!
Для дальнейшего изучения попробуйте следующее:
Проекты по науке о простых машинах
Урок по науке о простых машинах
Введение в простые машины
Простые машины упрощают работу, умножая, уменьшая или изменяя направление силы.
Научная формула работы: w = f x d , или работа равна силе, умноженной на расстояние.
Простые машины не могут изменить объем выполняемой работы, но они могут уменьшить усилие, необходимое для выполнения работы!
Как видно из этой формулы, если сила усилия уменьшается, расстояние увеличивается.
Существует шесть типов простых механизмов: шкивы, колеса и оси, наклонные плоскости, рычаги, клинья и винты. Клинья и винты представляют собой тип наклонной плоскости; шкивы, колеса и оси представляют собой форму рычага.
Наклонная плоскость — это доска или другая плоская поверхность, расположенная под углом к горизонтали. Поскольку сила, необходимая для толкания объекта вверх по наклонной плоскости, меньше силы, необходимой для подъема того же объекта, наклонные плоскости уменьшают величину силы, необходимой для выполнения работы. Пандус является примером наклонной плоскости.
Клин имеет форму двух наклонных плоскостей, расположенных спиной к спине. Его стороны наклонены вниз до точки, так что он может быть вбит в объект силой усилия. Топор является примером клина.
Винты в основном представляют собой наклонную плоскость, обернутую вокруг средней секции. Чем больше «витков» (витков) на винте, тем меньше усилий требуется, чтобы его во что-то вбить.
Возможно, вы захотите, чтобы ваши дети поэкспериментировали, вкручивая различные типы шурупов в доску. Обсудите с ними, какие шурупы легче всего закручивать, и объясните, как на это влияет количество витков резьбы и диаметр шурупа.
Рычаги представляют собой стержень или доску, которые поворачиваются на неподвижной опоре, называемой точка опоры . Рычаги поднимают и опускают объект, когда на рычаг действует сила. Примером рычага является открывалка для бутылок: рукоятка действует как плечо рычага, а ось, расположенная под краем крышки, действует как точка опоры.
Шкив представляет собой колесо с рифленым ободом, которое используется для уменьшения силы и изменения направления силы, необходимой для выполнения работы.
Шкивы модифицированные рычаги; их точка опоры находится в их центре.
Фиксированный шкив используется для изменения направления силы, необходимой для выполнения работы; чтобы поднять груз с помощью шкива и каната, на канат действует сила, направленная вниз. Поскольку легче тянуть вниз, используя собственный вес, чем тянуть вверх, обычно используются фиксированные шкивы.
Подвижный шкив прикреплен к грузу и используется для уменьшения силы, необходимой для выполнения работы. Он скользит по веревке, а не по веревке, скользящей по ней.
Блок и захват представляют собой комбинацию неподвижных и подвижных шкивов и используются как для изменения направления, так и для изменения величины усилия, необходимого для выполнения работы.
Примером колеса и оси является старомодный колодец, в котором колесо вращается, чтобы вращать соединенную ось, а веревка, к которой прикреплено ведро для воды, затем обвивается вокруг оси.
Колесо вращается из-за силы усилия и сопротивления, воздействующего на него; сила может действовать как на ось, так и на колесо.
Пример старого колодца — случай силы, вращающей колесо. Примером силы, приложенной к оси, является колесо обозрения: колесо вращается из-за силы, действующей на ось.
Термин механическое преимущество используется для описания того, сколько раз простая машина умножает прилагаемое усилие. Механическое преимущество — это отношение силы нагрузки к силе усилия, или MA = F нагрузка ¸ F усилие. Это отношение дает представление об эффективности простой машины в сокращении работы.
Все более сложные машины используют как минимум одну форму простой машины. Хороший способ продемонстрировать это — посмотреть вместе с детьми на некоторые обычные бытовые машины и посмотреть, смогут ли они идентифицировать какую-либо из простых частей машины.
Винт, колесо и ось ручной дрели, а также винт и рычаг автомобильного домкрата являются примерами простых механизмов, которые используются в более сложных.
Как сделать рычаги
Рычаг — это доска или брусок, который вращается на неподвижной опоре, называемой точкой опоры. Кусачки для ногтей являются примером рычагов. Сила, действующая на ручку кусачек, сжимает лезвия кусачек так, что они обрезают ноготь.
Возможно, вы захотите посмотреть на пару машинок для стрижки со своими детьми и посмотреть, смогут ли они определить точку опоры (в данном случае шарнирное соединение между двумя частями).
Рычаги бывают трех типов: первого, второго и третьего класса.
Кусачки для ногтей — это рычаги первого класса. Вы можете сделать свой собственный первоклассный рычаг, используя линейку с карандашом в качестве точки опоры.
Отцентрируйте линейку над карандашом и установите небольшой предмет или груз (это называется «нагрузка») на один конец линейки. Когда вы нажимаете на противоположный конец линейки (сила, которую вы прилагаете, называется усилием), вес поднимается.
Вы можете рассказать своим детям о других типах первоклассных рычагов; качели — один из примеров.
Рычаг второго рода имеет нагрузку, расположенную посередине линейки, с точкой опоры на одной стороне и усилием на другой.
Используя пружинную шкалу, которая измеряет в ньютонах, вы можете определить механическое преимущество.
Если вы еще этого не сделали, вам нужно будет найти вес вашего груза. Подвесьте груз на пружинные весы и запишите вес в ньютонах.
Затем установите линейку («плечо рычага»), точку опоры и груз в положение, чтобы получился рычаг второго класса. Плечо рычага должно опираться одним концом на точку опоры, а нагрузка должна находиться в центре плеча рычага.
Зацепите пружинную шкалу за плечо рычага на конце, противоположном точке опоры, затем потяните пружинную шкалу вверх, чтобы поднять груз. Запишите усилие, необходимое для подъема груза.
Чтобы найти механическое преимущество рычага, разделите вес груза на усилие, которое потребовалось для его подъема.
Для дальнейшего изучения рычагов второго рода вы можете также измерить длину плеча рычага (линейки) от точки опоры до нагрузки и от нагрузки до шкалы пружины.
Используйте пружинную шкалу, чтобы снова действовать как усилие. После того, как вы повторили этот шаг несколько раз, каждый раз меняя положение груза и измеряя его, проанализируйте свои результаты.
Изменяется ли усилие, необходимое для подъема груза, когда груз перемещается ближе к точке опоры?
Вы должны заметить, что сила усилия уменьшается по мере того, как груз помещается ближе к точке опоры. Это связано с тем, что механическое преимущество увеличивается по мере уменьшения расстояния между нагрузкой и точкой опоры.
Рычаги третьего класса имеют усилие, расположенное между точкой опоры и грузом.
Чтобы поэкспериментировать с уменьшением усилия, установите рычаг таким образом, чтобы точка опоры находилась на одном конце, а нагрузка — на другом.
Пружинная шкала будет использоваться посередине. Обсудите со своими детьми, считают ли они, что сила усилия уменьшится, если ее переместить ближе к точке опоры или дальше.
Как и в случае с рычагом второго класса, поднимите пружинную шкалу и запишите необходимое усилие (вам нужно будет положить палец на конец с точкой опоры, чтобы он действовал как точка поворота).
Также измерьте расстояние на плече рычага от точки опоры до груза и от точки опоры до шкалы пружины.
Повторите процесс несколько раз, перемещая усилие ближе и дальше от точки опоры.
Когда вы закончите, проанализируйте свои результаты. Как изменялась сила усилия при перемещении его ближе или дальше от точки опоры?
Усилие, необходимое для подъема груза, уменьшается по мере того, как точка приложения усилия удаляется от точки опоры.
Колеса и оси
Колеса и оси, например, на тележках, уменьшают силу сопротивления, распределяя ее по всему колесу или оси, и, следовательно, облегчают буксировку грузов.
Вы можете продемонстрировать это детям школьного возраста, используя тележку Холла или маленькую игрушечную машинку и груз или другой предмет в качестве груза.
Сначала попробуйте толкнуть груз по гладкой поверхности. Объясните детям, что существует некоторое сопротивление, создаваемое силой трения между поверхностью и предметом.
Затем установите груз на тележку Холла или игрушечную машинку (возможно, вам придется использовать резиновую ленту, чтобы закрепить ее) и протолкните ее по той же поверхности.
Что происходит? Сопротивление гораздо меньше, так как единственная часть тележки, которая касается поверхности, — это ее колеса.
Давление на тележку распределяется между колесом и осью, а не только между поверхностью и грузом.
Возможно, вы захотите поискать в своем доме примеры колес и осей.
Такие вещи, как колеса роликовых коньков, велосипедные колеса и шестерни в часах, — все это примеры колес и осей. Дверные ручки — еще один пример.
Стержень (ось), открывающий дверь, было бы очень трудно повернуть, если бы ручка (в данном случае действующая как колесо) не была соединена с ним.
Не все дверные ручки круглые, некоторые больше похожи на обычные рычаги, но работают они одинаково. Возможно, вы захотите объяснить своим детям, как работает каждое колесо и ось; попросите их определить ось и то, что вызывает усилие на колесо и ось.
Формула для нахождения механического преимущества колеса и оси представляет собой отношение радиуса колеса к радиусу оси.
Таким образом, если у вас есть колесо диаметром 10 дюймов и ось диаметром два дюйма, радиус каждой из них будет вдвое меньше. Механическое преимущество будет соотношением 5:1 или просто пятью.
Изобретения: винт Архимеда
Что такое винт Архимеда? Это насос с винтом внутри трубы со штоком по центру винта, помещенный под наклонным углом в воду.
При повороте винта вода поднимается по трубке.
Согласно документам, винт Архимеда использовался в Египте для ирригации еще в 100 г. до н.э. Винт Архимеда приводится в движение вручную, лошадьми, двигателями и даже ветряными мельницами!
На протяжении всей истории и вплоть до наших дней он использовался главным образом для целей ирригации и дренажа.
Еще Физика и инженерия:
Физика мышеловки
Аттракционы в парке развлечений
Катание на санях и физика
Ярмарка физических наук Проекты
Как в полевых условиях разобрать автомат Калашникова AK47, AKM AK74 и подобное оружие.
Как разобрать автомат Калашникова АК47, АКМ АК74 и подобные ружья.

Зачистка в полевых условиях
серии АК47, АКМ и АК74.
О. Янсон

АК47 и АКМ

Снимите магазин и убедитесь, что пистолет пуст!

Позиции безопасности рычаг:
Рычаг предохранительный находится с правой стороны ресивера. Он имеет три положения.
В верхней части безопасен, а рычаг работает как защита от грязи. Операционная ручка не может быть снята.
Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь.
Это АКМ из Китая. полный автоматический огонь на этих орудиях отмечен буквой L.

Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь.
Это АК74 из России.
Полностью автоматический пожар на русском языке обозначен АВ
Полностью автоматический огонь на польском языке обозначается C

Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь.
АКМ здесь комплект для полуавтоматического огня
Полуавтоматический на этих орудиях огонь отмечен буквой D.

Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь.
АК74 здесь комплект для полуавтоматического огня
Полуавтоматический огонь на русском языке обозначен DA
Полуавтоматический огонь на польском языке обозначается P

Великолепная идея для этих ружей это положение рычага в полуавтоматическом режиме как нижнее должность. Обычное действие солдата, не имеющего боевого опыта, когда он попадает под огонь, чтобы нажать пистолет и спусковой крючок так сильно, как он может. Он просто опустошит свое ружье полным автоматическим огнем. Когда он преодолел его первый чок он находит, что его пистолет пуст! Именно поэтому русские позиционировали полуавтоматическое положение в дальнем конце. Когда солдат снимает безопасность, он нормально бьет по рычагу боковой частью руки и ружье готово к выстрелу. огонь в полуавтоматическом режиме! У армии США был подобный опыт солдат поведение, но они изменили свой M16, чтобы стрелять по три выстрела за один должность. Русское оружие проще и грубее, но все же эффективно.

Снимите крышку ствольной коробки АК, нажав на нижнюю часть.
Приемник здесь крышка снята.
Снимите блок возвратной пружины.
Снимите болт носитель в сборе

Удаление болта

Поверните голову так чтобы направляющий выступ совпадал с кулачковой поверхностью затворной рамы, передвиньте болт как можно дальше в заднее положение.
Поверните затвор так, чтобы направляющий выступ вышел из кулачка затворной рамы. Потяните затвор вперед и из держателя.
Повернуть рычаг блокировки цевья вверх.

цевье-поршневая трубка и верхнее цевье можно снять.
Поднимите чистящий стержень, нажав на него вниз.
Вытащи его.
Повернуть рычаг блокировки передней ленты вверх, как указано с помощью отвертки.

Для сборки оружие, выполните действия, описанные выше, в обратном порядке. Разное
Навигация по записям
Обзор автомобильных аккумуляторов 2019: 12 лучших автомобильных аккумуляторов — Рейтинг 2022 года (Топ 12)
Ваз 21124 система охлаждения двигателя: Схема охлаждения ваз 21124 16 клапанов
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Рубрики
Автолюбителям
Замена
Настройк
Настройка
Обслуживание фар
Промыв
Промывка
Разное
Регулировк
Регулировка
Ремонт
Своими руками
Совет
Советы
Стартер
Сцеплен
Сцепление
Фар
Чистка
Чистка авто
Copyright © 2013 - 2019
KS-MOTO
+7 (911) 924 3 942
+7 (812) 924 3 942
г. Санкт-Петербург,

Позиции безопасности рычаг:
	Рычаг предохранительный находится с правой стороны ресивера. Он имеет три положения. В верхней части безопасен, а рычаг работает как защита от грязи. Операционная ручка не может быть снята.
	Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь. Это АКМ из Китая. полный автоматический огонь на этих орудиях отмечен буквой L.
	Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь. Это АК74 из России. Полностью автоматический пожар на русском языке обозначен АВ Полностью автоматический огонь на польском языке обозначается C
	Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь. АКМ здесь комплект для полуавтоматического огня Полуавтоматический на этих орудиях огонь отмечен буквой D.
	Когда безопасность рычаг находится в среднем положении, пушка настроена на автоматический огонь. АК74 здесь комплект для полуавтоматического огня Полуавтоматический огонь на русском языке обозначен DA Полуавтоматический огонь на польском языке обозначается P
Великолепная идея для этих ружей это положение рычага в полуавтоматическом режиме как нижнее должность. Обычное действие солдата, не имеющего боевого опыта, когда он попадает под огонь, чтобы нажать пистолет и спусковой крючок так сильно, как он может. Он просто опустошит свое ружье полным автоматическим огнем. Когда он преодолел его первый чок он находит, что его пистолет пуст! Именно поэтому русские позиционировали полуавтоматическое положение в дальнем конце. Когда солдат снимает безопасность, он нормально бьет по рычагу боковой частью руки и ружье готово к выстрелу. огонь в полуавтоматическом режиме! У армии США был подобный опыт солдат поведение, но они изменили свой M16, чтобы стрелять по три выстрела за один должность. Русское оружие проще и грубее, но все же эффективно.

	Снимите крышку ствольной коробки АК, нажав на нижнюю часть.
	Приемник здесь крышка снята.
	Снимите блок возвратной пружины.
	Снимите болт носитель в сборе
	Удаление болта
	Поверните голову так чтобы направляющий выступ совпадал с кулачковой поверхностью затворной рамы, передвиньте болт как можно дальше в заднее положение.
	Поверните затвор так, чтобы направляющий выступ вышел из кулачка затворной рамы. Потяните затвор вперед и из держателя.
	Повернуть рычаг блокировки цевья вверх.
	цевье-поршневая трубка и верхнее цевье можно снять.
	Поднимите чистящий стержень, нажав на него вниз.
	Вытащи его.
	Повернуть рычаг блокировки передней ленты вверх, как указано с помощью отвертки.
Для сборки оружие, выполните действия, описанные выше, в обратном порядке. Разное Навигация по записям Обзор автомобильных аккумуляторов 2019: 12 лучших автомобильных аккумуляторов — Рейтинг 2022 года (Топ 12) Ваз 21124 система охлаждения двигателя: Схема охлаждения ваз 21124 16 клапанов Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Автолюбителям Замена Настройк Настройка Обслуживание фар Промыв Промывка Разное Регулировк Регулировка Ремонт Своими руками Совет Советы Стартер Сцеплен Сцепление Фар Чистка Чистка авто Copyright © 2013 - 2019 KS-MOTO +7 (911) 924 3 942 +7 (812) 924 3 942 г. Санкт-Петербург,