Затттың ТҮзілісі жөніндегі алғАШҚы мәліметтер механикалық ҚҰбылыстар

93
  1. Сен тағы қандай жай механизмдердi бiлесiң?
2. Лебёдканы қандай мақсатқа iстетуге болады?
3. Үйiңде, мектебiңде қандай жай механизмдердi пайдаланады?
4. Механизмдердi пайдаланып күштi арттырудың шекарасы бар ма?
5.  Жылжымалы  және  жылжымайтын  блоктарды  рычаг  деуге  бола 
ма?
34-ТАҚЫРЫП
МЕХАНИЗМДЕРДI ПАЙДАЛАНУДАҒЫ  
ЖҰМЫСТАРДЫҢ ТЕҢДIГI
Жоғарыда айтылған барлық механизмдер қандай да бiр жұмысты орын-
дауда  қолданылады.  Бiз  механизмдердiң  күштен  ұтыс  беретiнi  жайлы 
айттық.  Қызық,  олардың  қайсысы  жұмыстан  ұтыс  бередi?  Барлығы  ма? 
Мұны көлбеу жазықтық мысалында қарастырайық.
Көлбеу  жазықтық  бойымен  жүктi  көтергенде  F
F
h
s
1
2
=
  болатыны 
көрсе тiл ген. Онда жүк көтеруде кiшкене күш қажет болғандықтан көп жол 
басуға тура келедi (66-сурет). Өйткенi s қашықтық h-тан үлкен:
F
1
 · s = F
2
 · h.
Қайсы  жолмен  жүктi  жоғары  көтерсек  те,  орындалған  жұмыс  тең  бо-
лады.  Демек,  көлбеу  жазықтық  жұмыста  ұтыс  бермейдi.  Мүмкiн,  ры-
чаг  ұтыс  берер?  Суреттен  көрiп  тұрғанымыздай,  рычагтың  кiшi  иiнiне 
қойылған  жүктi  s
2
  қашықтыққа  жылжыту  үшiн  үлкен  иiнге  қойылған 
F
1
  күш  s
1
  қашықтықты  басып  өтуi  керек.  Демек,  рычагта  күштен  алатын 
ұтыс  қашықтықтан  ұтылудың  нәтижесiнде  болады  екен.  Онда 
F
F
s
s
2
1
1
2
=
 
болады  (67-су рет).  Орындалған  жұмыс  үшiн  F
1
s
1
 = F
2
s
2
  немесе  A
1
 = A
2
.  Ры-
чаг  та  басқа  механизмдер  сияқты  жұмыстан  ұтыс  бермейдi.  Рычаг 
ережесiн  тап қанына  қатты  қуанған  Архимед:  «Маған  тiрек  нүктесiн 
берiңiздер,  мен  Жердi  көтеремiн»,  –  дептi  деген  аңыз  бар.  Теориялық 
жағынан  алғанда  өте  үлкен  иiндi  рычагпен  Жердiң  ауырлығына  тең 
күштi  алу  мүм кiн.  Бiрақ  рычагтың  кiшi  иiнi  Жердi  1  см-ге  көтергенде, 
үлкен иiндi ұшы ғарышта сондай үлкен шеңбер жасауы керек, ол үшiн 
Архимед  1  м/с  жылдамдықпен  жүргеннiң  өзiнде,  миллион  жыл  қажет 
болар едi!

94
66-сурет.
     
67-сурет.
68-сурет.
Дәл  осы  жолмен  жылжымалы  блок  та  жұ мыс тан 
ұтыс  бермей тiнiн  дәлелдеуге  болады.  Мұнда  жүктi 
h
  биiктiкке  көтеру  үшiн  блоктан  өткен  арқанның 
ұшын  2h  қашықтыққа  көтеру  қажет  болады  (68-су-
рет).  Жылжымалы  блокта  күштi  2  есе  ұтсақ  та, 
қашықтықтан 2 есе ұтыламыз. Сондықтан жылжыма-
лы блок та жұмыстан ұтыс бермейдi.
Осындай  жолмен  басқа  жай  механизмдер  де 
жұмыстан ұтыс бер мейтiнiн дәлелдеуге болады.
Есеп шығару үлгiлерi
100  кг  жүктi  10  м  биiктiкке  көтеру  үшiн  көлбеу 
жазықтық пайдаланылды. Тартушы күш 245 N болса, 
неше  метрлiк  көлбеу  жазықтықта  жұмысты  орындау 
мүмкiн?
Б е р i л г е н i:
Ф о р м у л а с ы:
Ш е ш уi:
m
 = 100 kg
h
 = 10 m
F
1
 = 245 N
g = 9,81 
N
kg
F
1
 · s  F
2
 · h,
бұдан
s
h
=
F
F
2
1

,
F
2
 = mg.
F
2
 = 100 kg · 9,8
N
kg
 980 N.
s =
980
245
N
N
 · 10 m = 4 · 10 m = 40  m.
Табу керек:
s = ?
Жауабы: s = 40  m.
Практикалық тапсырма
1. Шығырда орындалған жұмыстардың теңдiгiн есептеп көр.
2.  Жұмыстардың  теңдiгi  гидравликалық  прессте  де  қолданыла-
тынын дәлелде.

95
  1. Сына қағуда да жұмыс орындала ма?
2.  Қашықтықтан  ұтыс  беретiн  блоктың  сызбасын  сыза  аласың 
ба?
3. Жолды үнемдеу үшiн жылжымалы блокты қалай пайдалану ке-
рек?
35-ТАҚЫРЫП
МЕХАНИКАНЫҢ АЛТЫН ЕРЕЖЕСI.  
МЕХАНИЗМНIҢ ПАЙДАЛЫ ӘСЕР КОЭФФИЦИЕНТI
    Сен  жай  механизмдердiң  жұмыстан  (жолдан)  ұтыс  бермейтiнiн  бiлiп   
алдың. Бұдан «кез келген механикалық механизм күштi қанша ұтса, 
жолдан  соншама  ұтылады»  деген  қорытындыға  келдiк.  Мұны 
«механиканың алтын ережесi» дейдi.
Бiз  бұдан  бұрынғы  тақырыпта  бiрер  жүктi  белгiлi  бiр  биiктiкке 
көтергендегi  механизмдердiң  ауырлығын,  олардың  үйкелiсiн  есеп-
ке  алмадық.  Бұларды  ескерсек,  m  массалы  жүктi  h  биiктiкке  көтеруде 
А
п
=  mgh жұмысқа салыстырғанда едәуiр көп жұмыс (А
б
) орындау қажеттiгi 
шығады.  A
п
  жұмыс  пайдалы  жұмыс  деп  аталады.  А
б
 – жалпы  (барлық) 
орындалған  жұмыс  деп  аталады  да,  А
б
  =  А
п
  +  A
қ
  болады.  А
қ
 – үйкелiстi 
жеңу,  механизмнiң  өзiн  көтеру  т.с.с.  орындауға  байланысты  қосымша 
жұмыстар.
    Пайдалы  жұмыстың  (А
п
)  жалпы  жұмысқа  (А
б
)  қатынасымен 
өлше нетiн  шаманы  механизмнiң  пайдалы  әсер  коэффициентi 
дейдi:
η = 
A
A
f
u
η – пайдалы əсер коэффициентi (қысқаша ПӘК).
ПӘК пайызбен өрнектеледi:
η = 
A
A
f
u
· 100%.
Кез  келген  механизмнiң  ПӘК-i  100%-дан  төмен  болады  (3-кестеге 
қара).