Рычаги в живой природе, технике и быту с примерами
Рычаг относится к простейшим механизмам, которые с древних времен облегчали людям жизнь. Он помогает поднимать тяжести, масса которых намного больше, чем масса человека. Но использует такой механизм не только человек, рычаги в природе тоже очень часто встречаются. Самый распространенный его тип – это балка, которая может вращаться вокруг точки опоры, однако существует много других видов этого механизма.
Примеры рычагов в живой природе
В живой природе рычаги встречаются в строении, как растений, так и животных. Ярким примером этого простого механизма являются ствол и корни дерева. Корень позволяет растению держаться в земле и не переворачиваться. Деревья, которые обладают обширной корневой системой, например дуб или сосна, никогда не вырывает очень сильный ветер, а ели, имеющие поверхностную корневую систему, бывают вывернуты с корнем.
В живой природе рычаг также используется для опыления некоторых растений. В некоторых растениях это происходит так. Одна из тычинок, которая содержит пыльцу, является длинным плечом, а другая, находящаяся около «входа» в растение – короткое плечо. Насекомое, влетая в цветок, задевают короткое плечо, и из-за этого длинное автоматически наклоняется и высыпает пыльцу на спинку животному. Потом насекомое летит к следующему цветку и оставляет пыльцу там. Так происходит опыление некоторых растений.
Рычаги можно также встретить, если повнимательнее изучить строение скелета животного. Простым механизмом являются обратные колени у многих животных. Они позволяют им делать большие прыжки, потому что это помогает выживать. Именно благодаря рычагу животное, весящее гораздо больше, чем человек, может с легкостью делать прыжки в высоту, которые может выполнить не каждый чемпион.
Тело человека как рычаг
Все знают о том, что применяют рычаги в технике, быту и природе, но мало кто задумывался о том, что тело человека тоже рычаг. Даже если быть точнее в теле человека можно найти множество ярких и понятных каждому примеров простого механизма. Самый наглядный и совершенный из них – рука. Благодаря ей мы можем с легкостью поднять груз, лежащий на ладони. Это происходит именно потому, что точка приложения силы находится около локтя. Однако произведя несложные расчеты можно понять, что мы затрачиваем на подъем силу, которая в несколько раз превышает силу тяжести груз.
«Зачем же тогда нужен такой рычаг?» — спросите вы. Но он и правда очень нужен, такое строение руки дает нам ряд преимуществ. Оно позволяет поднять груз на большее расстояние, потому что простой механизм увеличивает скорость подъема.
Сама по себе мышца, поднимающая груз, сокращается достаточно медленно, и если бы мы делали все с такой же скоростью, то даже на простые действия затрачивалось бы заметно больше времени. Из этого можно сделать вывод, что человеку гораздо полезнее выигрывать во времени и скорости, нежели в силе, затрачиваемой на подъем груза.
Благодаря рычагу наша голова может держаться и двигаться. Простым механизмом является также стопа человека, именно из-за него мы можем вставать на полупальцы.
Рычаги в быту
В быту мы, даже сами того не замечая, очень часто используем простые механизмы. Ярким примером рычага в быту является дверь. Мы можем ее открыть именно потому, что ручка находится далеко от ее точки крепления к двери. Попробуйте открыть дверь, держась за ту часть, которая расположена около петель. У вас ничего не получится или даже если получится, то вы затратите гораздо больше сил, чем открывая дверь при помощи ручки, расположенной в нужном месте. Здесь наглядно работает золотое правило механики – выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии.
Таким образом, можно сделать вывод, что чем дальше расположена ручка двери от петель, а значит чем шире дверь, тем легче она будет открываться.
Простым примером рычага также могут стать ножницы. Вы замечали, что ножницы, предназначенные для резки твердых материалов очень длинные, даже если быть точнее имеют длинную ручку. Это не случайно. Чем дальше расположена точка приложения силы, тем меньше нужно этой силы, то есть чем больше силы нужно приложить для разрезания какого-либо предмет или материала, тем дальше надо располагать точку приложения силы. Только благодаря этому простому правилу, у нас получается разрезать металл и другие материалы.
Ручка крана тоже рычаг. Туго закрученный водопроводный кран вряд ли получилось бы открыть, если бы он не имел маленькой и короткой ручки, которая позволяет уменьшить силу, которая нужна для того чтобы его отвинтить. Принцип работы простого механизма присутствует также и в гаечном ключе. Чем больше его ручка, тем легче выкручивать болты и гайки. Весло тоже своего рода рычаг, ведь если бы оно не было таким длинным, грести и плыть на лодке было бы очень сложно.
Рычаги в технике
В технике рычаги используются постоянно и без них даже невозможно представить нашу жизнь. Когда представляешь такой простой механизм в технике на ум первым делом приходи рычаг переключения коробки передач в машине. Та часть, которую мы видим в салон это короткое плечо, а внизу идет длинное плечо, которое может переключать необходимые механизмы и приборы.
Рычаги используются и в стоматологии. Работа бормашины тоже основана на золотом правиле механики. Для того чтобы как-то воздействовать на зубы и эмаль нужно приложить очень большую силу, именно это и помогает сделать рычаг.
Рычаг также используется в таком музыкальном инструменте как пианино. Клавиши – это его короткое плечо, а дальше, скрыто от наших глаз длинное плечо. При нажатиии на короткое плечо, длинное плечо воздействует на механизмы, благодаря которым появляется звук.
Тема «Рычаги в природе» за 7 класс на самом деле очень важна, ведь эти простые механизмы находят применение в быту, технике и живой природе. И хоть они и незаметны, их использование значительно облегчает нашу жизнь, поэтому надо внимательно изучать эти простые механизмы.
Похожие записи:
Источник
Простые механизмы в живой природе
У
кошек рычагами являются подвижные когти;
у многих рыб- шипы спинного плавника; у
членистоногих- большинство сегментов их
наружного скелета; у двустворчатых
моллюсков- створки раковины. Рычажные
механизмы скелета рассчитаны на выигрыш в
скорости при потери в силе.
4.
Зависимость
соотношения длины плеч
рычажного элемента скелета от выполняемых
данным органом жизненных функций.
Органы
Функции
Длинные ноги оленя
Способность к быстрому бегу
Короткие лапы крота
Развитие больших сил при
малой скорости
Длинные челюсти борзой
Быстро схватывать добычу на
бегу
Короткие челюсти бульдога
Смыкаются медленно, но
сильно держат на ветру
5.
Ось
вращения рычага О проходит через
сочленение черепа с первым позвонком.
С переди от точки опоры на относительно
коротком плече действует сила тяжести
головы R, позади сила F тяги мышц и
связок, прикрепленных к затылочной
кости.
6.
Цветы:
тычинки, пестики.
Раскрывающие плоды.
Типичный рычаг-ствол дерева и корень.
Строение лугового шалфея.
7.
Вытянутая
тычинка-длинное плечо А
рычага. На ее конце расположен пыльник.
Короткое плечо Б стережет вход в
цветок.
Когда насекомое в цветке, оно
нажимает на короткое плечо, длинное
при этом пыльником ударяет по спинке
шмеля и оставляет на ней пыльцу.
Перелетая на другой цветок, насекомое
опыляет его.
8.
Причина
: сочетание большого числа
коротких рычагов с системой тяг, или
сочетанием элементов, сравнительно
негибких, с промежуточными элементами,
легко поддающимися деформации (хобот
слона, тело гусеницы).
9.
«Колющиеся
орудия» животных и
растений – когти, рога, зубы, колючки –по
форме напоминают клин (видоизмененная
плоскость).
10.
Подумайте
об устройстве своего
организма. Вы непременно обнаружите в
нем «простые механизмы».Каким из них
подобны зубы и когти животного, где
находятся рычаги.
Источник
ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ ПРОСТЫХ МЕХАНИЗМОВ Цель работы
Цель работы: выяснить роль простых механизмов в жизни человека и живой природы Актуальность: простейшие механизмы являются составными звеньями более сложных современных машин, расширяют физические возможности человека
Гипотеза: Простейшие механизмы являются элементарными звеньями сложных приборов и машин, расширяют физические возможности человека
Задачи исследования: * проследить исторический опыт человечества по использованию простых механизмов * провести экспериментальные измерения, подтверждающие многократное усиление исходного мускульного воздействия простыми механизмами * выяснить факторы, от которых зависит усиление воздействия
Объект исследования: рычаг, блок, ворот, наклонная плоскость, клин, винт Предмет исследования: человек, природа, техника
Методы исследования: • сбор и анализ информации • экспериментальное исследование • сравнение • наблюдение • обобщение
История появления простых механизмов С незапамятных времен люди используют для совершения механической работы различные приспособления.
С ПОМОЩЬЮ РЫЧАГОВ 3 ТЫС. ЛЕТ НАЗАД ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПИРАМИДЫ ХЕОПСА В ДРЕВНЕМ ЕГИПТЕ ПЕРЕДВИГАЛИ И ПОДНИМАЛИ ПЛИТЫ МАССОЙ 2. 5 ТОНН НА ВЫСОТУ 147 МЕТРОВ.
Автоматизирующие устройства античных времён — станок для насечки напильников Леонардо да Винчи — самопрялка на три нити — блоки для летательных аппаратов
Все кости человека, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами: кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, пальцы.
Простые механизмы в живой природе
Применение простых механизмов увеличивает фихические возможности человека
Незаменимые дачные помощники
Простые механизмы используются в строительной технике
Выводы * простые механизмы применяются для преобразования силы, расстояния и скорости. * снижают трудовые усилия, увеличивают физические возможности человека * выигрыш в силе ограничен прочностью материалов, из которых сделаны сами механизмы * комбинирование простых механизмов увеличивает выигрыш в силе * шипы и колючки растений, рога и клыки животных, имеющие форму клина, являются средствами защиты
Источник