Enkla mekanismer i vilda djur

I skelettet hos djur och människor finns alla ben som har viss rörelsefrihet inflytande, till exempel hos människor - benen i extremiteterna, underkäken, skallen (stödpunkten är den första kotan), fingrarnas falanger. Hos katter är rörliga klor spakar; många fiskar har taggar på ryggfenan; hos leddjur, de flesta segmenten av deras yttre skelett; musslor har skalventiler.

Skelettkopplingar är vanligtvis utformade för att få fart samtidigt som de tappar kraft. Detta är viktigt för anpassningsförmåga och överlevnad.

Speciellt stora hastighetsvinster erhålls hos insekter. Vissa insekters vingar börjar vibrera enligt elektriska signaler som bärs av nerverna. Var och en av dessa nervsignaler resulterar i en enda sammandragning av en muskel, som i sin tur rör vingen. Två grupper av motsatta muskler, kända som "lyftaren" och "sänkaren", hjälper vingarna att stiga och falla genom att dra i motsatta riktningar. Sländor kan nå hastigheter på upp till 40 km i timmen under flygning.

Förhållandet mellan längden på armarna på skelettets spakelement är nära beroende av de vitala funktionerna som utförs av detta organ. Till exempel bestämmer de långa benen på en vinthund och ett rådjur deras förmåga att springa snabbt; mullvadens korta tassar är designade för utveckling av stora krafter vid låg hastighet; vinthundens långa käkar gör att du snabbt kan greppa bytet på flykten, och bulldogens korta käkar stängs långsamt, men håller starkt (tuggmuskeln är fäst mycket nära huggtänderna, och musklernas styrka överförs till huggtänderna nästan utan att försvagas).

Hos växter är spakelement mindre vanliga, vilket förklaras av växtorganismens låga rörlighet. En typisk spak är en trädstam och dess fortsättning, huvudroten. Roten på en tall eller ek som går djupt ner i marken har stor motståndskraft mot att välta (motståndsskuldran är stor), så tallar och ekar vänder nästan aldrig upp och ner. Tvärtom, gran, med en rent ytlig rotsystem, välter väldigt lätt.

Intressanta kopplingsmekanismer kan hittas i vissa blommor (till exempel salvia ståndare), såväl som i vissa drop-down frukter.

Tänk på strukturen hos ängssalvia (Fig. 10). Den långsträckta ståndaren fungerar som en lång arm MEN spak. Strönare finns i dess ände. Kort axel B spaken, liksom, vaktar ingången till blomman. När en insekt (oftast en humla) kryper in i en blomma trycker den på spakens korta arm. Samtidigt träffar den långa armen humlans rygg med en ståndarknapp och lämnar pollen på den. Insekten flyger till en annan blomma och pollinerar den med detta pollen.

I naturen är flexibla organ vanliga som kan förändra sin krökning över ett brett spektrum (ryggrad, svans, fingrar, ormar och många fiskar). Deras flexibilitet beror på antingen en kombination ett stort antal korta spakar med ett system av stavar, eller en kombination av element som är relativt oflexibla, med mellanliggande element som är lätta att deformera (elefantsnabel, larvkropp, etc.). Böjningskontroll i det andra fallet uppnås genom ett system av längsgående eller snett placerade stavar.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Bra jobbat till webbplatsen">

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Ämne: "Häftar inom teknik, vardag och natur"

Studerande: ___________

Yakutsk 2014

LEVER - den enklaste mekanismen som tillåter en mindre kraft att balansera en stor; är en stel kropp som roterar runt ett fast stöd. spakteknik använda naturen

Spaken används för att få mer kraft på den korta armen med mindre kraft på den långa armen (eller för att få mer rörelse på den långa armen med mindre rörelse på den korta armen). Genom att göra hävarmen tillräckligt lång, teoretiskt sett, kan vilken ansträngning som helst utvecklas.

I många fall i Vardagsliv Vi använder så enkla mekanismer som:

*lutande plan,

*använda block,

* använd även kil, skruv.

Verktyg som en hacka eller en paddel användes för att minska mängden kraft en person var tvungen att utöva. Steelyard, som gjorde det möjligt att ändra axeln för appliceringen av kraft, vilket gjorde användningen av skalor mer bekväm. Ett exempel på en sammansatt spak som används i vardagen kan hittas i nagelklippare. Kranar, motorer, tänger, saxar och tusentals andra maskiner och verktyg använder spakar i sin konstruktion.

Spakar är också vanliga i vardagen. Det skulle vara mycket svårare för dig att öppna en hårt skruvad kran om den inte hade ett 3-5 cm handtag, vilket är en liten men mycket effektiv spak. Detsamma gäller en skiftnyckel, som du använder för att skruva loss eller dra åt en bult eller mutter. Ju längre skiftnyckeln är, desto lättare blir det för dig att skruva loss den här muttern, eller vice versa, desto hårdare kan du dra åt den. Vid arbete med särskilt stora och tunga bultar och muttrar, till exempel vid reparation av olika mekanismer, bilar, verktygsmaskiner, använder de skiftnycklar med ett handtag upp till en meter.

Ett annat slående exempel på en spak i vardagen är den vanligaste dörren. Försök att öppna dörren genom att trycka den nära gångjärnen. Dörren kommer att ge efter väldigt hårt. Men ju längre ifrån dörrgångjärn punkten för applicering av kraft kommer att lokaliseras, desto lättare blir det för dig att öppna dörren.

Stavhopp är också ett mycket bra exempel. Med hjälp av en spak som är cirka tre meter lång (längden på en stav för höga hopp är cirka fem meter, därför är spakens långa arm, som börjar vid stavböjningen vid tiden för hoppet, cirka tre meter) och korrekt applicering av ansträngning, lyfter idrottaren till en svindlande höjd upp till sex meter.

Ett exempel är saxar, trådklippare, saxar för att skära metall. Spakar annan sort finns på många maskiner: handtag symaskin, cykelpedaler eller handbroms, pianotangenter är alla exempel på hävstångseffekt. Vågen är också ett exempel på en spak.

Sedan urminnes tider har enkla mekanismer ofta använts i komplexa, i en mängd olika kombinationer.

Den kombinerade mekanismen består av två eller Mer enkel. Detta är inte nödvändigtvis en komplex enhet; många ganska enkla mekanismer kan också anses kombinerade.

Till exempel, i en köttkvarn finns en grind (handtag), en skruv (skjutande kött) och en kil (knivskärare). Pilar armbandsur roteras av ett system av kugghjul med olika diametrar i ingrepp med varandra. En av de mest kända enkla kombinerade mekanismerna är en domkraft. Domkraften är en kombination av skruv och krage.

I skelettet hos djur och människor är alla ben som har viss rörelsefrihet spakar. Till exempel hos människor - benen i armar och ben, underkäke, skalle, fingrar. Hos katter är rörliga klor spakar; många fiskar har taggar på ryggfenan; hos leddjur, de flesta segmenten av deras yttre skelett; musslor har skalklaffar. Skelettkopplingar är i första hand utformade för att få fart med minskad styrka. Speciellt stora hastighetsvinster erhålls hos insekter.

Intressanta kopplingsmekanismer kan hittas i vissa blommor (som salvia ståndare) och även i vissa fällbara frukter.

Till exempel består skelettet och muskuloskeletala systemet hos en person eller något djur av tiotals och hundratals spakar. Låt oss ta en titt på armbågsleden. Radien och humerus är sammankopplade med brosk, och musklerna i biceps och triceps är också fästa vid dem. Så vi får den enklaste spakmekanismen.

Om du håller en 3 kg hantel i handen, hur mycket ansträngning utvecklar din muskel? Kopplingen mellan ben och muskel delar benet i ett förhållande av 1 till 8, därför utvecklar muskeln en kraft på 24 kg! Det visar sig att vi är starkare än oss själva. Men hävstångssystemet i vårt skelett tillåter oss inte att fullt ut använda vår styrka.

Ett bra exempel på bättre tillämpning av hävstångseffekt på muskuloskeletala systemet är det omvända bakknäet hos många djur (alla typer av katter, hästar, etc.).

Deras ben är längre än våra, och deras speciella struktur bakben gör att de kan använda sin muskelstyrka mycket mer effektivt. Ja, naturligtvis, deras muskler är mycket starkare än våra, men deras vikt är en storleksordning större.

Den genomsnittliga hästen väger cirka 450 kg, och kan samtidigt enkelt hoppa till en höjd av cirka två meter. För att utföra ett sådant hopp behöver du och jag vara mästare i sport i höjdhopp, även om vi väger 8-9 gånger mindre än en häst.

Eftersom vi kom ihåg höjdhoppet, överväg alternativen för att använda spaken, som uppfanns av människan. Stånghöjdhopp mycket tydligt exempel.

Med hjälp av en spak som är cirka tre meter lång (längden på staven för höga hopp är cirka fem meter, därför är spakens långa arm, som börjar vid stavböjningen vid tiden för hoppet, cirka tre meter) och korrekt applicering av ansträngning, lyfter idrottaren till en svindlande höjd på upp till sex meter.

Spak i vardagen

Spakar är också vanliga i vardagen. Det skulle vara mycket svårare för dig att öppna en hårt skruvad kran om den inte hade ett 3-5 cm handtag, vilket är en liten men mycket effektiv spak.

Detsamma gäller en skiftnyckel, som du använder för att skruva loss eller dra åt en bult eller mutter. Ju längre skiftnyckeln är, desto lättare blir det för dig att skruva loss den här muttern, eller vice versa, desto hårdare kan du dra åt den.

Vid arbete med särskilt stora och tunga bultar och muttrar, till exempel vid reparation av olika mekanismer, används bilar, verktygsmaskiner, skiftnycklar med ett handtag upp till en meter.

Ett annat slående exempel på hävstång i vardagen är den vanligaste dörren. Försök att öppna dörren genom att trycka den nära gångjärnen. Dörren kommer att ge efter väldigt hårt. Men ju längre bort från dörrgångjärnen punkten för applicering av kraft är placerad, desto lättare blir det för dig att öppna dörren.

Här är ett exempel på enkla saxmekanismer vars rotationsaxel går genom skruven som förbinder de två halvorna av saxen. Använda block på byggarbetsplatser för att lyfta laster.

En grind eller spak används för att lyfta upp vatten från en brunn. En kil som drivs in i en stock spränger den med mer kraft än en hammare träffar en kil.

Spak (används i vävstol, ångmotor och i förbränningsmotorer), skruv (används i form av en borr), spak (används i form av en spikavdragare), kolvar (förändringar i gas-, ång- eller vätsketryck till mekaniskt arbete).

Hosted på Allbest.ru

...

Liknande dokument

enkla mekanismer- Enheter som används för att omvandla kraft. Typer av enkla mekanismer och deras tillämpning. Regler för kraftbalansen på spaken. Tillämpning av spakregeln i olika enheter och verktyg som används i teknik och vardagsliv.

presentation, tillagd 2011-03-03


Konvektion är en typ av värmeöverföring där värme överförs av själva gas- eller vätskestrålarna. Dess förklaring av Arkimedes lag och fenomenet termisk expansion av kroppar. Mekanism, typer och huvuddrag för konvektion. Exempel på konvektion i natur och teknik.

presentation, tillagd 2013-11-01


Definition av begreppet kapilläritet, övervägande av dess uppgift och syfte. Beskrivning av vätskerörelsemekanismen. Studiet av rollen av att lyfta näringslösningen längs stammen eller stammen i naturen, vardagen och människan. Mänskliga kapillärer är det andra hjärtat.

presentation, tillagd 2014-12-22


Reaktiv rörelse: bevarande av momentum i ett isolerat mekaniskt system av kroppar som essensen och principen för dess förekomst. Exempel på jetframdrivning i natur och teknik: "galen" gurka, marina djur, insekter. Utformningen av vattenjetmotorn.

abstrakt, tillagt 2011-02-27


Friktionskraft som en kraft som uppstår vid kontakt mellan kroppar, riktad längs kontaktgränsen och förhindrar kropparnas relativa rörelse. Orsaker till friktion. Friktionskraftens roll i vardagen, i tekniken och i naturen. Skadlig och fördelaktig friktion.

presentation, tillagd 2014-09-02


Gravitationskrafter, elektromagnetiska och nukleära krafter. Samspel elementarpartiklar. Begreppet gravitation och gravitation. Bestämning av den elastiska kraften och huvudtyperna av deformation. Funktioner av friktionskrafter och vilokrafter. Manifestationer av friktion i natur och teknik.

presentation, tillagd 2012-01-24


Rörelsen som är ett resultat av separation från kroppen med hastigheten för någon del av den. Användning av jetframdrivning av skaldjur. Användningen av jetframdrivning inom tekniken. Grunden för raketrörelser. Lagen om bevarande av momentum. Enheten för en flerstegsraket.

abstrakt, tillagt 2010-02-12


Studiet av orsakerna och verkningsmekanismen för infraljud, som kännetecknas av låg absorption och spridning över långa avstånd. Infraljud i musik, teknik, natur. Infraljuds inverkan på människors välbefinnande. Utsikter för användning.

presentation, tillagd 2011-04-03


Vätskors egenskaper och deras ytspänning. Ett exempel på kortdistansordningen för vätskemolekyler och långdistansordningen för molekyler av ett kristallint ämne. Fenomenet vätning och icke-vätning. Kantvinkel. kapillär effekt. Kapillärfenomen i natur och teknik.

test, tillagt 2012-06-04


Lagen om bevarande av momentum. Acceleration fritt fall. Förklaring av dynamometerns enhet och funktionsprincip. Lagen om bevarande av mekanisk energi. De viktigaste modellerna av strukturen av gaser, vätskor och fasta ämnen. Exempel på värmeöverföring i natur och teknik.

glida 2

I djurskelettet är alla ben som har viss rörelsefrihet spakar: benen på benen och armarna, skallen, underkäken

glida 3

Hos kattdjur är alla rörliga ben spakar.

glida 4

Ryggfenans ryggar är spakarna för många fiskar.

glida 5

Spakar hos leddjur - de flesta segmenten av deras yttre skelett

glida 6

Spakar i musslor - skalventiler

Bild 7

Skelettkopplingar är i första hand utformade för att få fart med minskad styrka. Ökningen i hastighet är särskilt stor för insekter.

Bild 8

Spakmekanismer finns i vissa färger. Till exempel: salvia ståndare.

Bild 9

HÄVSTÅND Inom tekniken Kil och skruv - ett slags lutande plan Kilen är utformad för att klyva starka föremål, som stockar. Den drivs också in i mellanrummen mellan delarna för att skapa en större tryckkraft av en del på en annan och därigenom öka den statiska friktionskraften mellan dem, vilket säkerställer deras tillförlitliga vidhäftning. Med de enorma krafter som appliceras på kilen måste den vara mycket stark, gjord av det hårdaste materialet. De "genomträngande verktygen" för många djur och växter - klor, horn, tänder och taggar - är formade som en kil (ett modifierat lutande plan); den spetsiga formen på huvudet på snabbrörliga fiskar liknar en kil. Många av dessa kilar har mycket släta hårda ytor, som uppnår sin stora skärpa.

Bild 10

Skruven uppfanns av Arkimedes. Hans skruv var designad för att höja vattnet från en viss nivå till en högre. Betrakta en skruv som en anordning för att få en betydande styrka. Föreställ dig att ett lutande plan med höjden h och längden l rullas ihop till ett rör. Genom att vrida på muttern på bulten lyfter du upp den i det lutande planet. Du vinner i kraft F1 / F2 \u003d h / l, där h är höjden på det lutande planet, eller skruvens stigning, l är längden på det lutande planet eller omkretsen l \u003d π D. När du skruvar på skruva in träskiva eller dra åt en bult (fastsättning av delar med en bult eller mutter), friktionskrafter och elastiska krafter från materialet måste övervinnas så stora att det är svårt och ibland till och med omöjligt att göra det med fingrarna. I det här fallet räcker inte styrkan som erhålls med hjälp av en skruv, och spakar måste också användas: skruvmejslar, skiftnycklar. Skruven används som en anordning för att få styrka. PÅ mätinstrument propelleregenskaper används - förlust i avstånd. Skruven används även enligt " avsedda ändamål”, som dess uppfinnare föreslog en gång: att flytta spannmål genom ett rör eller kött i en köttkvarn. Mer noggrant monterade skruvar utför rörelsen av fräsen i svarven.

Spakar är utbredda i vardagen. Det skulle vara mycket svårare för dig att öppna en hårt skruvad kran om den inte hade ett 3-5 cm handtag, vilket är en liten men mycket effektiv spak. Detsamma gäller en skiftnyckel, som du använder för att skruva loss eller dra åt en bult eller mutter. Ju längre skiftnyckeln är, desto lättare blir det för dig att skruva loss den här muttern, eller vice versa, desto hårdare kan du dra åt den. Vid arbete med särskilt stora och tunga bultar och muttrar, till exempel vid reparation av olika mekanismer, används bilar, verktygsmaskiner, skiftnycklar med ett handtag upp till en meter.

Ett annat slående exempel på en spak i vardagen är den vanligaste dörren. Försök att öppna dörren genom att trycka den nära gångjärnen. Dörren kommer att ge efter väldigt hårt. Men ju längre bort från dörrgångjärnen punkten för applicering av kraft är placerad, desto lättare blir det för dig att öppna dörren.

Naturligtvis är spakar också överallt inom tekniken. Det mest uppenbara exemplet är växelspaken i en bil. Spakens korta arm är den del som du ser i kabinen. Spakens långa arm är gömd under bilens botten och är ungefär dubbelt så lång som den korta. När du växlar spaken från ett läge till ett annat växlar en lång arm i växellådan motsvarande mekanismer. Här kan du också mycket tydligt se hur hävstångsarmens längd, räckvidden för dess rörelse och kraften som krävs för att växla den korrelerar med varandra.

Spakar finns på byggarbetsplatsen: grävmaskin, kran, skottkärra, skrot.

Ett exempel på en spak som ger styrka är papperssax, trådskärare, metallsax, en spade.

Många maskiner har spakar av olika slag: handtaget på en symaskin, pedalerna eller handbromsen på en cykel, tangenterna på ett piano, är alla exempel på spakar. Vågen är också ett exempel på en spak.

Ett exempel på en spak som ger en förlust i styrka är en åra. Detta är nödvändigt för att få en vinst i distans. Ju längre del av åran som sänks ner i vattnet, desto större är dess rotationsradie och hastighet.

Därmed kan vi se till att hävstångsmekanismen är mycket utbredd både i vårt dagliga liv och i olika mekanismer.

Vi har rätt att utan överdrift säga att varje person är mycket starkare än han själv, det vill säga att våra muskler utvecklar en kraft som är mycket större än den som manifesteras i våra handlingar.

Är en sådan anordning lämplig? Vid första anblicken, som om inte, ser vi här kraftförlusten, som inte belönas på något sätt. Men låt oss minnas det gamla gyllene regel» mekanik: det som går förlorat i styrka får man i rörelse. Det är här fartökningen kommer in: våra händer rör sig 8 gånger snabbare än musklerna som styr dem. Det sätt på vilket muskler är fästa, som vi ser hos djur, ger lemmarna en smidighet i rörelse, viktigare i kampen för tillvaron än styrka. Vi skulle vara extremt långsamma varelser om våra händer och fötter inte var ordnade enligt denna princip.

Spakar i vardagen och tekniken

Spakar är utbredda i vardagen. Det skulle vara mycket svårare för dig att öppna en hårt skruvad kran om den inte hade ett 3-5 cm handtag, vilket är en liten men mycket effektiv spak. Detsamma gäller en skiftnyckel, som du använder för att skruva loss eller dra åt en bult eller mutter. Ju längre skiftnyckeln är, desto lättare blir det för dig att skruva loss den här muttern, eller vice versa, desto hårdare kan du dra åt den. Vid arbete med särskilt stora och tunga bultar och muttrar, till exempel vid reparation av olika mekanismer, används bilar, verktygsmaskiner, skiftnycklar med ett handtag upp till en meter.

Ett annat slående exempel på en spak i vardagen är den vanligaste dörren. Försök att öppna dörren genom att trycka den nära gångjärnen. Dörren kommer att ge efter väldigt hårt. Men ju längre bort från dörrgångjärnen punkten för applicering av kraft är placerad, desto lättare blir det för dig att öppna dörren.

Naturligtvis är spakar också överallt inom tekniken. Det mest uppenbara exemplet är växelspaken i en bil. Spakens korta arm är den del som du ser i kabinen. Spakens långa arm är gömd under bilens botten och är ungefär dubbelt så lång som den korta. När du växlar spaken från ett läge till ett annat växlar en lång arm i växellådan motsvarande mekanismer. Här kan du också mycket tydligt se hur hävstångsarmens längd, räckvidden för dess rörelse och kraften som krävs för att växla den korrelerar med varandra.

Spakar kan hittas på en byggarbetsplats: en grävmaskin, en kran, en skottkärra, en kofot.

Ett exempel på en spak som ger styrka är papperssax, trådskärare, metallsax, en spade.

Många maskiner har spakar av olika slag: handtaget på en symaskin, pedalerna eller handbromsen på en cykel, tangenterna på ett piano, är alla exempel på spakar. Vågen är också ett exempel på en spak.

Ett exempel på en spak som ger en förlust i styrka är en åra. Detta är nödvändigt för att få en vinst i distans. Ju längre del av åran som sänks ner i vattnet, desto större är dess rotationsradie och hastighet.

Därmed kan vi se till att hävstångsmekanismen är mycket utbredd både i vårt dagliga liv och i olika mekanismer.

Vi har rätt att utan överdrift säga att varje person är mycket starkare än han själv, det vill säga att våra muskler utvecklar en kraft som är mycket större än den som manifesteras i våra handlingar.

Är en sådan anordning möjlig? Vid första anblick verkar det inte - vi ser här en förlust av styrka som inte belönas på något sätt. Kom dock ihåg den gamla "gyllene regeln" för mekanik: det som går förlorat i styrka får man i rörelse. Det är här fartökningen kommer in: våra händer rör sig 8 gånger snabbare än musklerna som styr dem. Det sätt på vilket muskler är fästa, som vi ser hos djur, ger lemmarna en smidighet i rörelse, viktigare i kampen för tillvaron än styrka. Vi skulle vara extremt långsamma varelser om våra händer och fötter inte var ordnade enligt denna princip.