KOLESO2 (История развития колеса), страница 2

БЛОК, ЛЕБЁДКА, ПОЛИПЛАСТ.

Когда - то машинами называли приспособления для поднятия тяжестей: других машин тогда почти не было. Древнеримский ученый и зодчий Витрувий так писал в своих сочинениях две ты-сячи лет назад: машина есть “соеденение деревянных частей, представляющее большие приемущества для поднятия грузов”.

Итак, от Виртувия мы узнали, что машины в то время делали из дерева: очевидно металл ценился ещё слишком дорого.

Расскажем сначало немного о простом блоке.

Блок был изобретён, по видимому, в начальный период желез-ного века. Это очень нужное приспособление, казалось бы могли изобрести люди, знакомые с колесом. Однако же, по имеющим-ся, довольно достоверным данным, известно, что египтяне брон-зового века не поднимали паруса с помощью блока и определён-но, не пользовались им на крупных строительных работах. Пер-вые достоверные свидетельства о наличии блока на барельефе были обнаружены в Ассирии и относятся к VIII веку до н.э.

Блок - это небольшое колесо на оси; по ободу колеса - канавка,

в канавку удобно укладывается верёвка или прочный канат, обх-ватывающий блок с трёх сторон. Если блок подвесить повыше между двух деревянных столбов и к одному из концов верёвки привязать груз, то можно, оставаясь на земле, поднять этот груз до верхушек столбов. Именно так устроен простейщий подъём-ный кран, упоминаемый Витрувием. Всё удобство этого крана в том, что чловек, оставаясь на земле, тянет за верёвку вниз, а груз поднимается вверх.

Блок нашёл себе применение и в современном подъемном кра-не - в больших кранах с элктрическими моторами и в обыкно-венных лебёдках: на вал наматывается канат, к которому прицеп-лён груз, а этот канат перекинут через колёсико - блок; вал вер-тится, и канат бежит по колёсику.

Вместо груза внизу можно подвесить ещё один блок, обернув и его канатом, а верхний конец каната прочно закрепить. Потянешь за свободный конец - нижний блок поползёт вверх. А к этому блоку (его называют подвижным в отличае от неподви-жного верхнего) можно тоже прикрепить груз с помощью крюка

Для чего усложнять конструкцию крана?

Дело в том, что при подъёме груза с помощью подвижного блока вдвое легче тянуть за канат. Хотя чтобы поднять груз на один метр от земли, придется вытягивать не один, а два метра каната. Ведь для того, чтобы

п однять поднять подвижный

б лок на один метр , нужно

“ укоротить” канат и слева и

справа на один метр, то есть

всего на два метра.А непод-

в ижный блок не даёт выиг-

р ыша в силе, зато меняет её

н аправление : тянем вниз, а

г руз поднимается вверх.

Блок, являющийся простей-

шим механизмом, нельзя бы-

ло изготовить достаточно де-

шёвым способом, пока не по-

явилось железо и в качестве

матерьяла и как орудие про-

изводства. Как бы там ни бы-

ло, но появление блока вско-

ре вызвало коренной переворот в области строительства. Он по-зволил поднимать и укладывать на место камни гораздо произ-водительнее, чем с помощью практиковавшегося в бронзовом веке способа их подъёма по земляной наклонной плоскости с по-следующим сбрасыванием на нужное место.

Подвижные и неподвижные блоки позволяют в четыре, в шесть, в восемь раз “уменьшить” вес груза - для этого применя-ют устройсва из четырёх, шести, восьми блоков. Такие устройс-тва называют полипластами, что в переводе с греческого озна-чает “много тянуть”. Так вот при помощи таких машин, во вре-мена Витруовия строители поднимали огромные плиты, возво-дили гигантские сооружения. Приходилось ”много тянуть” за ве-рёвку, зато непосильный груз рано или поздно поднимали и ста-вили на место.

Изобретение древних механиков дожило и до наших дней.

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ И ШКИВЫ

Почему они зубчатые, потому что колёса у них не гладкие, а с зубьями. А почему передачи, потому что передают вращение с одного вала (ведущего) на другой (ведомый).

Зубчатыми передачами люди пользуются очень давно. Ещё в древнеримских водяных мельницах вращение от водяного коле-са передовалось жернову при помощи зубчатых колёс.

На рисунке в старинной арабской книге можно увидеть, как вращение ветрянного колеса передается зубчатыми колёсами, дальше другогому механизму.

А для чего нужно передавать вращение? Почему, например, автомобильный мотор не может сразу вращать колёса?

Вал мотора делает около тысячи оборотов в минуту. Если бы колёса автомобиля всегда вращались так быстро, автомобиль мчался бы со скоростью 150 км/ч. Так ездить невозможно, даже по загородному шоссе. А уж в городе среди перекрёстков и све-тофоров шофёру то и дело приходится менять скорость. Для этого в каждом автомобиле имеются даже не две шестерёнки, а целая коробка зубчатых колёс. Так она и называется: коробка передач. Зацепляясь одна за другую, шестерёнки не только пере-дают вращение от двигателя колёсам, но и меняют скорость вра-щения. Те же самые шестерёнки могут вертеть колёса и в обрат-ную сторону - автомобиль пойдёт задним ходом.

Как же работает пара шестерёнок?

Прежде всего заметим, что если одна из них вращается по часо-вой стрелке, то вторая - обязательно против. Это значит, обыч-ная передача, состоящая из пары зубчатых колес, меняет враще-ние на противоположное. Нужно взять обязательно три, пять семь или вообще любое нечетное количество число шестерёнок, что-бы последняя вращалась в ту же сторону, что и первая.

Предположим теперь, что первая из наших шестерёнок имеет шестьдесят зубьев, а вторая - двадцать. На сколько оборотов по-