Контрольная работа №1 по теме «Механическое движение. Масса тела. Плотность вещества» (физика, 7 класс)
7 КЛАСС
Контрольная работа №1 по теме
«Механическое движение. Масса тела. Плотность вещества»
ВАРИАНТ 1
Уровень А
1. Яблоко, лежащее на столике вагона движущегося поезда, движется относительно
1) пассажира, идущего по вагону
2) тепловоза
3) пассажира, сидящего в вагоне
4) столика
2. При равномерном движении за 2 минуты тело проходит путь, равный 240 см. Скорость
тела равна
1) 0,02 м/с 2) 1,2 м/с 3) 2 м/с 4) 4,8 м/с
3. Дубовый брусок имеет массу 490 г и плотность 700 кг/м3.
1) 0,7 м3 2) 1,43 м3 3) 0,0007 м3 4) 343 м3
4. По графику пути равномерного движения определите путь, пройденный телом за 5 с
движения.
5. Выразите скорость 108 в
6. Массы сплошных шаров, изображённых на рисунке, одинаковы.
Какой из этих шаров сделан из вещества с наименьшей плотностью?
А. 1 Б. 2 В. 3 Г. плотность веществ шаров одинакова
7. Для уравновешивания тела на рычажных весах использован набор гирь 3 кг, 100 г,
200 г, 5 г. Определяемая масса тела равна
1) 3,35 кг 2) 3,305 кг 3) 4,205 кг 4) 3,035 кг
8. На столбчатой диаграмме отражены плотности некоторых
веществ.
Зная, что плотность воды равна 1000 , определите
плотность вещества №2.
250 2) 600
800 4) 900
Уровень В
9. Установите соответствие между физическими величинами и их измерительными
приборами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию
второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
А) Масса 1) Мензурка
Б) Объем 2) Весы
В) Скорость 3) Линейка
5) Секундомер
Уровень С
10.
Объём сплошного тела из мрамора измерили с помощью мензурки (см. рисунок).
Определите массу тела. Ответ представьте в граммах.
7 КЛАСС
Контрольная работа №1 по теме
ВАРИАНТ 2
Уровень А
1. Какая из физических величин является векторной?
1) Время
2) Объем
3) Пройденный путь
4) Скорость
2. За какое время велосипедист проедет 360 м, двигаясь со скоростью 18 км/ч?
1) 20 с 2) 36 с
3) 72 с 4) 1800 с
3. Растительное масло объемом 2 л имеет массу 1840 г.
1) 3680 кг/м3 2) 920 кг/м3
3) 0,92 кг/м3 4) 3,68 кг/м3
4. По графику скорости прямолинейного движения определите скорость тела в конце
четвертой секунды от начала движения.
5. Выразите скорость 180 в
6. Для уравновешивания тела на рычажных весах использован набор гирь 50 г, 10 г,
10 мг, 10 мг. Определяемая масса тела равна
1) 60,2 г 2) 70,1 г 3) 60,02 г 4) 80 г
7. Алюминиевая, стальная и деревянная ложки имеют одинаковые массы. Какая ложка
имеет наибольший объём?
А. алюминиевая ложка
Б. стальная ложка
В.
деревянная ложка
Г. объёмы всех ложек одинаковы
8. На столбчатой диаграмме отражены плотности некоторых
веществ. Зная, что плотность воды равна 1000 , определите
плотность вещества №3.
250 2) 500
600 4) 900
Уровень В
9. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти
величины определяются.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите
в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
А) Плотность 1) m/V
Б) Пройденный путь 2) s/t
В) Скорость 3) v · t
4) m · g
5) ρ · V
Уровень С
10.
Определите массу бруска, изображённого на рисунке. Размеры указаны в
7 КЛАСС
Контрольная работа №1 по теме
«Механическое движение. Масса тела. Плотность вещества»
ВАРИАНТ 3
Уровень А
1. Линия, вдоль которой движется тело, называется
1) пройденный путь
2) траектория
3) механическое движение
4) расстояние
2. Под водой пингвины развивают скорость 36 км/ч. Определите, какое расстояние
проплывет пингвин за 5 с.
1) 36 м 2) 7,2 м
3) 50 м 4) 180 м
3.
Картофелина массой 70,8 г имеет объем 60 см3. Определите плотность картофеля.
1) 109 кг/м3 2) 1180 кг/м3
3) 2950 кг/м3 4) 9000 кг/м3
4. По графику пути равномерного движения определите путь, пройденный телом за 5 с
движения.
5. Выразите скорость 72 в
6. Для уравновешивания тела на рычажных весах использован набор гирь 100 г, 20 мг,
5 мг, 1 мг. Определяемая масса тела равна
1) 126 г 2) 100,26 г 3) 100,026 г 4) 120,6 г
7. На рисунке изображены три тела, сделанные из
разных веществ. Наименьшая масса
1) у тела 1
2) у тела 2
3) у тела 3
4) массы тел одинаковы
8.
веществ. Зная, что плотность воды равна 1000 , определите
плотность вещества №1.
250 2) 800
600 4) 900
Уровень В
9. Установите соответствие между физическими величинами и их измерительными
приборами.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите
в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
А) Масса 1) Линейка
Б) Время 2) Весы
В) Пройденный путь 3) Динамометр
4) Термометр
5) Секундомер
Уровень С
10.
Объём сплошного тела из мрамора измерили с помощью мензурки (см. рисунок).
Определите массу тела. Ответ представьте в граммах.
7 КЛАСС
Контрольная работа №1 по теме
«Механическое движение. Масса тела. Плотность вещества»
ВАРИАНТ 4
Уровень А
1. Длина линии, вдоль которой движется тело — это
1) прямая линия
2) траектория
3) пройденный путь
4) механическое движение
2. Поезд, двигаясь равномерно, проехал 30 км за 20 минут. Поезд двигался со скоростью
1) 1,5 м/с 2) 25 м/с
3) 60 м/с 4) 150 м/с
3.
Найдите объём ледяной глыбы массой 3,6 т, если плотность льда 900 кг/м3.
1) 4,2 м3 2) 7 м3
3) 4 м3 4) 5 м3
4. По графику скорости прямолинейного движения определите скорость тела в конце
четвертой секунды от начала движения.
5. Выразите скорость 54 в
6. Для уравновешивания тела на рычажных весах использован набор гирь 1 кг, 500 г,
5 г, 2 г. Определяемая масса тела равна
1) 1507 кг 2) 1,507 кг 3) 1,57 кг 4) 15,7 кг
7. Алюминиевая, стальная и деревянная ложки имеют одинаковые размеры.
Наименьшей массой обладает
А. алюминиевая ложка
Б. стальная ложка
В. деревянная ложка
Г.
массы всех ложек одинаковы
8. На столбчатой диаграмме отражены плотности
некоторых веществ. Зная, что плотность воды равна
1000 , определите плотность вещества №2.
250 2) 800
600 4) 900
Уровень В
9. Установите соответствие между физическими величинами и их единицами измерения в СИ.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и
запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
А) Масса 1) тонна
Б) Плотность 2) км/ч
В) Скорость 3) м/с
4) кг/м3
Тест по физике Механическое движение 7 класс
Тест по физике Механическое движение 7 класс с ответами.
Тест включает два варианта, в каждом по 10 заданий.
Вариант 1
1. Относительно каких тел пассажир, сидящий в движущемся вагоне, находится в состоянии покоя?
А. земля
Б. вагон
В. колеса вагона
2. Какое из перечисленных движений равномерное?
А. движение Земли вокруг своей оси
Б. движение маятника в часах
В. движение автомобиля при торможении
3. Как называют линию, которую описывает тело при своем движении?
А. прямая линия
Б. пройденный путь
В. траектория
4. Пассажирский поезд за каждые 20 мин проходит расстояние 40 км, за 10 мин — 20 км, за 1 мин — 2 км и т. д. Какое это движение?
А. неравномерное
Б. равномерное
В. равномерное на отдельных участках пути
5. Велосипедист за 20 мин проехал 6 км. С какой скоростью двигался велосипедист?
А. 30 м/с
Б. 5 м/с
В. 0,5 м/с
6. Электровоз движется со скоростью 80 км/ч.
Какой путь он пройдет за 30 мин?
А. 40 км
Б. 400 км
В. 20 км
7. За какое время конькобежец, движущийся со скоростью 12 м/с, пройдет дистанцию 600 м?
А. 5 с
Б. 50 с
В. 72 с
8. Велосипедист за 10 мин проехал 2400 м, затем в течение 1 мин спускался под уклон 900 м и после этого проехал еще 1200 м за 4 мин. Вычислите среднюю скорость велосипедиста.
А. 5 м/с
Б. 18 м/с
В. 15 м/с
9. На рисунке 48 представлен график зависимости пути равномерного движения тела от времени. Определите скорость движения тела.
А. 80 м/с
Б. 40 м/с
В. 5 м/с
10. На рисунке 49 представлен график зависимости скорости равномерного движения тела от времени. Определите путь, пройденный телом за 4 с.
А. 80 м
Б. 20 м
В. 100 м
Вариант 2
1. Велосипедист скатывается с горы. Какие детали из перечисленных находятся в движении относительно седла велосипеда?
А.
педали при их вращении
Б. рама
В. руль
2. Длину траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени, называют …
А. скоростью
Б. пройденным путем
В. прямой линией
3. Как называют изменение положения тела относительно других тел?
А. пройденный путь
Б. траектория
В. механическое движение
4. Мотоциклист за 2 ч проехал 60 км, причем за первый час — 20 км, а за следующий — 40 км. Какое это движение?
А. равномерное
В. неравномерное
В. равномерное на отдельных участках пути
5. Пассажирский поезд, двигаясь равномерно, за 20 мин прошел путь 30 км. Определите скорость поезда.
А. 10 м/с
Б. 15 м/с
В. 25 м/с
6. За какое время пешеход проходит расстояние 3,6 км, двигаясь со скоростью 2 м/с?
А. 30 мин
Б. 45 мин
В. 40 мин
7. На каком расстоянии от пристани окажется лодка через 15 с, двигаясь по течению реки, если скорость течения 4 м/с?
А.
20 м
Б. 40 м
В. 60 м
8. Автомобиль за первые 10 с прошел путь 80 м, а за последующие 30 с — 480 м. Определите среднюю скорость автомобиля на всем пути.
А. 14 м/с
Б. 16 м/с
В. 20 м/с
9. На рисунке 50 представлен график зависимости пути равномерного движения тела от времени. Определите скорость движения тела.
А. 4 м/с
Б. 2 м/с
В. 0,4 м/с
10. На рисунке 51 представлен график зависимости скорости равномерного движения тела от времени. Определите путь, пройденный телом за 3 с.
А. 4 м
Б. 36 м
В. 48 м
Ответы на тест по физике Механическое движение 7 класс
Вариант 1
1-Б
2-А
3-В
4-Б
5-Б
6-А
7-Б
8-А
9-В
10-А
Вариант 2
1-А
2-Б
3-В
4-Б
5-В
6-А
7-В
8-А
9-А
10-Б
Контрольная работа по физике Механическое движение 7 класс
Контрольная работа по физике Механическое движение 7 класс с ответами.
Контрольная работа включает 4 варианта, в каждом по 5 заданий.
Вариант 1
1. Почему говорят, что солнце всходит и заходит? Что в данном случае является телом отсчёта?
2. Велосипедист за 1 мин проехал 600 м. Какое расстояние он пройдёт за 0,25 ч, двигаясь с постоянной скоростью? Постройте график зависимости пути, пройденного велосипедистом, от времени.
3. По графику зависимости скорости движения тела от времени определите:
а) характер движения;
б) начальную скорость;
в) скорость через 4 с;
г) ускорение.
4. Турист проехал на велосипеде 40 км со скоростью 20 км/ч и прошёл пешком ещё 2,5 км со скоростью 5 км/ч. Найдите среднюю скорость его движения.
5. Мальчик на санках равноускоренно скатывается с горы, имея в начале движения скорость 1 м/с. Через 2 с его скорость стала равной 5 м/с. Чему равно ускорение мальчика? Какой станет скорость мальчика у подножия горы, если время спуска 4 с?
Вариант 2
1.
Камешек застрял в покрышке колеса прямолинейно движущегося автомобиля. Какова траектория движения камешка относительно: а) корпуса автомобиля; б) дерева на обочине дороги? Ответ можно пояснить рисунком.
2. Поезд движется равномерно со скоростью 18 км/ч. Определите длину поезда, если он проходит мост длиной 630 м за 2,5 мин.
3. По графику зависимости скорости движения тела от
времени определите:
а) характер движения;
б) начальную скорость;
в) конечную скорость;
г) ускорение.
4. Автомобиль за первые 5 мин проехал 3 км, за следующие 2 мин — 2 км и за последние 3 мин — 1 км. Определите среднюю скорость его движения (в метрах в секунду).
5. Мальчик на санках равноускоренно скатывается с горы, имея в начале движения скорость 1 м/с. Через 2 с его скорость стала равной 5 м/с. Чему равно ускорение мальчика? Какое время занял спуск с горы, если скорость мальчика у подножия горы 9 м/с?
Вариант 3
1.
Велосипедист движется равномерно и прямолинейно. Одинаковый ли путь относительно наблюдателя, стоящего на обочине, проходят центр колеса и камешек, застрявший в покрышке?
2. Один лыжник прошёл участок дистанции за 2 мин, двигаясь со скоростью 36 км/ч, а второй прошёл тот же участок за 150 с. Определите скорость второго лыжника.
3. По графику зависимости скорости движения тела от времени определите:
а) характер движения;
б) начальную скорость;
в) скорость через 4 с;
г) ускорение.
4. Велосипедист проехал 10 км со скоростью 20 км/ч, затем ещё 50 км за 2 ч. Определите среднюю скорость движения на всём пути.
5. Шарик скатывается по наклонному жёлобу, имея в начале движения скорость 0,5 м/с. Через 2 с его скорость стала равной 2,5 м/с. Чему равно ускорение шарика? Какую скорость будет иметь шарик в конце движения по жёлобу, если движение продолжалось 4 с?
Вариант 4
1.
Какие части аттракциона «Колесо обозрения» движутся поступательно, а какие — вращательно?
2. Расстояние между двумя населёнными пунктами 6 км. Первые 2,4 км автомобиль, двигаясь от одного населённого пункта к другому равномерно, проехал за 2 мин. Какое время он затратил на оставшийся путь, если его скорость не изменилась?
3. По графику зависимости скорости движения тела от времени определите:
а) характер движения;
б) начальную скорость;
в) конечную скорость;
г) ускорение.
4. Мотоциклист проехал 30 км за 0,5 ч, затем двигался со скоростью 60 км/ч в течение 1,5 ч. Какова средняя скорость движения на всём пути?
5. Шарик скатывается по наклонному жёлобу, имея в начале движения скорость 0,5 м/с. Через 2 с его скорость стала равной 2,5 м/с. Чему равно ускорение шарика? Какое время продолжалось движение шарика по жёлобу, если его скорость в конце движения 4,5 м/с?
Ответы на контрольную работу по физике Механическое движение 7 класс
Вариант 1
1.
2. 9 км
3. 0; 1,5 м/с; 12 м
4. 17 км/ч
5. 2 м/с2; 9 м/с
Вариант 2
1.
2. 120 м
3. 6 м/с; 2 м/с2; 9 м
4. 10 м/с
5. 2 м/с2; 4 с
Вариант 3
1.
2. 8 м/с
3. 0; 2 м/с2; 36 м
4. 24 м/с
5. 1 м/с2; 4,5 м/с
Вариант 4
1.
2. 3 мин
3. 12 м/с; 3 м/с2; 24 м
4. 60 км/ч
5. 1 м/с2; 4 с
Примеры механического движения. Механизм: физика, класс 10
Примеры механического движения известны нам из повседневной жизни. Это проезжающие машины, летающие самолеты, плывущие корабли. Простейшие примеры механического движения мы создаем сами, проходя мимо других людей. Каждую секунду наша планета движется в двух плоскостях: вокруг Солнца и его оси. И это тоже примеры механического движения. Итак, давайте сегодня поговорим об этом более конкретно.
Что такое механика
Прежде чем говорить о примерах механического движения, давайте рассмотрим все, что называется механикой.
Не будем углубляться в научные дебри и оперировать огромным количеством терминов. Проще говоря, механика — это раздел физики, изучающий движение тел. А что это может быть, эта механика? Студенты на уроках физики знакомятся с его подразделами. Это кинематика, динамика и статика.
Каждый из подразделов также изучает движение тел, но имеет уникальные только для него характеристики. Что, кстати, широко используется при решении актуальных задач.Начнем с кинематики. Любой современный школьный учебник или электронный ресурс даст понять, что движение механической системы в кинематике рассматривается без учета причин, приводящих к движению. В то же время мы знаем, что причиной ускорения, которое заставляет тело двигаться, является сила.
Что делать, если необходимо учитывать силы
Но рассмотрение взаимодействия тел с движением — это следующий раздел, который называется динамикой.Механическое движение, скорость которого является одним из важных параметров, неразрывно связано с этим понятием в динамике.
Последний раздел — статика. Она изучает условия равновесия механических систем. Самый простой статический пример — часовая балансировка гирь. На заметку учителям: урок физики «Механическое движение» в школе следует начинать с этого. Сначала приведите примеры, затем разделите механику на три части и только потом переходите к остальному.
Какие задачи
Даже если обратиться только к одному разделу, допустим, это будет кинематика, нас ждет огромное количество самых разных задач.Все дело в том, что есть несколько условий, из которых одна и та же задача может быть представлена в другом свете. Более того, проблемы кинематического движения сводятся к случаям свободного падения. Об этом мы сейчас и поговорим.
Что такое свободное падение в кинематике?
Этому процессу можно дать несколько определений. Однако они неизбежно сведутся к одной точке. При свободном падении на тело действует только сила тяжести. Он направлен от центра масс тела по радиусу к центру Земли.
2/2.
Понятно, что в этом случае движение будет происходить в вертикальной плоскости. Обращаем внимание читателей на то, что ни один из параметров, которые мы можем выразить из приведенной выше формулы, не зависит от веса тела. Бросишь ли ты ящик или камень, например, с крыши, или две разные массы камня — эти предметы при одновременном начале падения и приземляются практически одновременно.
Свободное падение. Механическое движение. Задачи
Кстати, есть такое понятие как мгновенная скорость.Он обозначает скорость в любой момент времени. А при свободном падении мы легко можем его определить, зная только начальную скорость. А если он равен нулю, то дело вообще пустяковое. Формула мгновенной скорости при свободном падении в кинематике имеет вид: V = Vo + gt. Обратите внимание, что знак «-» отсутствует. Ведь ставится, когда тело тормозит. А как осенью тело может тормозить? Таким образом, если начальная скорость не сообщается, мгновенная скорость будет просто равна произведению ускорения свободного падения g на время t, прошедшее с момента начала движения.
Физика. Механическое движение со свободным падением
Physics4Kids.com: Движение: Введение
Движение — одна из ключевых тем в физике. Все во вселенной движется. Это может быть только небольшое движение и очень-очень медленное, но движение действительно происходит. Не забывайте, что даже если вам кажется, что вы стоите на месте, Земля движется вокруг Солнца, а Солнце движется вокруг нашей галактики. Движение никогда не прекращается. Движение — это часть того, что физики называют механикой .На протяжении многих лет ученые открыли несколько правил или законов, объясняющих движение и причины изменений в движении. Есть также особые законы, когда вы достигаете скорости света или когда физики смотрят на очень маленькие объекты, такие как атомы. Физика движения — это все о силах. Силы должны воздействовать на объект, чтобы заставить его двигаться или изменить его движение. Изменения в движении не произойдут сами по себе.
Так как же измеряется все это движение? Когда физики смотрят на движение, они используют несколько основных терминов.На то, как быстро движется объект, его скорость или скорость, могут влиять силы. (Примечание: хотя термины «скорость» и «скорость» часто используются одновременно, на самом деле они имеют разные значения.)Acceleration — это поворот идеи скорости. Ускорение — это мера того, насколько скорость объекта изменяется за определенное время (обычно за одну секунду). Скорость могла со временем как увеличиваться, так и уменьшаться. Масса — еще одна большая идея в движении. Масса — это количество чего-то, что есть, и измеряется в граммах (или килограммах).Автомобиль имеет большую массу, чем бейсбольный мяч.
Когда вы изучаете механику, есть две основные идеи. Первая идея состоит в том, что существует простое движение , например, если вы движетесь по прямой линии или если два объекта движутся навстречу друг другу по прямой.
Самым простым движением было бы движение объектов с постоянной скоростью. Немного более сложные исследования будут рассматривать объекты, которые ускоряются или замедляются, где должны действовать силы.Есть также более сложных движений при изменении направления объекта.Это будут изогнутые движения, такие как круговое движение или движение шара, брошенного по воздуху. Для возникновения таких сложных движений силы также должны действовать, но под углом к движению.
Чтобы по-настоящему понять движение, вы должны думать о силах, ускорении, энергии, работе и массе. Все это часть механики.
MIYOTA механические механизмы | Особенность
Стандарт Автомат
Работа механического механизма
Механический калибр использует боевую пружину как динамическую силу и управляет ею с помощью баланса.
Используя силу намотанной боевой пружины, пытающейся вернуться в исходную точку, храповое колесо, содержащее боевую пружину, вращается, и, в свою очередь, динамическая сила передается на центральное колесо (с прикрепленной минутной стрелкой), третье колесо и четвертое колесо. Вращение спускового колеса, которое находится в зацеплении с четвертым колесом, передается на поддон, и поддон заставляет баланс перемещаться влево и вправо. Весы движутся в фиксированном цикле, поэтому поддон движется в соответствии с ним.Баланс — это сердце часов, от которого зависит их точность. Поддон останавливает мощную силу боевой пружины, пытающейся вернуться в исходное состояние, и контролирует движение спускового колеса. Также спусковым механизмом называют поддон и спусковое колесо.
Калибр 8200 серии. Это давно продаваемый калибр Miyota, который поставляется уже около 40 лет и продолжает поставляться сегодня. Его основные пластины и другие детали производятся на заводах в Японии, а механизмы собираются автоматически и производятся серийно.
Практически все калибры этой серии доступны в серебристом и золотом цветах.
У них красивые железнодорожные колеса, их рекомендуют для создания задних часов-скелетонов. Часы с открытым сердцем имеют отверстие в позиции «7 часов», показывающее движение балансового колеса. Эта особенность нравится любителям с механическим движением. То же самое и с часами-скелетонами, которые раскрывают всю механическую структуру механизма. Стандартные механические механизмы Miyota используют непрямые секунды.
Нажмите здесь, чтобы увидеть стандартные автоматические движенияPremium Автомат
Калибр серий 9000 и 9100. Эти колебания находятся в среднем и высоком ценовом диапазоне. Они тонкие — всего 3,9 мм — отличаются утонченным чувством напряжения и исключительной функциональной красотой.
Механические механизмы премиум-классаMiyota используют прямую секундную стрелку.
Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра этого контента.
Калибр 90S5 — этот механизм с декоративной поверхностью и открытым сердцем позволяет производителям создавать дизайн, демонстрирующий внутреннее устройство часов.
Complication — это самый сложный из механических калибров Miyota. Это позволяет создавать довольно тонкие наручные часы для механизма с несколькими стрелками. Календарная часть механизма собирается вручную на нашем заводе.
Нажмите здесь, чтобы узнать о механизмах Premium AutomaticЧто такое машиностроение? | Живая наука
Машиностроение — одна из старейших отраслей машиностроения, восходящая к тому времени, когда первые колеса стали применяться на практике, когда их устанавливали на оси для изготовления тележки. На протяжении всей истории человечества люди изобретали и строили все более сложные устройства и машины, чтобы улучшить условия жизни.Многие машины, с которыми мы сталкиваемся каждый день — автомобили, бытовая техника, инструменты и системы климат-контроля — стали возможными благодаря инженерам-механикам.
«Машиностроение восходит к древней Греции и Китаю, где были изобретены такие механизмы, как винтовые насосы, паровые двигатели, часы, сейсмометры и даже дифференциальные шестерни», согласно данным Американского общества инженеров-механиков (ASME). Пионеры в этой области — люди кто построил машины, которыми они прославились, — включая Архимеда (винтовой насос Архимеда, блокирующий шкив и т. д.), Йоханнеса Гутенберга (печатный станок подвижного типа), Джеймса Ватта (паровой двигатель), Роберта Фултона (пароход), Эли Уитни (хлопкоочиститель) и Генри Форд (сборочная линия автомобилей).
По данным Инженерной школы Витерби Университета Южной Калифорнии, одним из наиболее значительных двигателей инноваций в области машиностроения, особенно на самых ранних стадиях, была война.
«Инженеры-механики могут создавать предметы первой необходимости, которыми будет пользоваться каждый день, или другие ценные предметы для армии или правительства», — говорится на веб-сайте школы.
Катапульты, тараны, колесницы и осадные башни — все это продукты машиностроения. Многие машины современной войны, такие как бронетехника, корабли, самолеты, артиллерия и огнестрельное оружие, также обязаны своим существованием инженерам-механикам.
Чем занимается инженер-механик?
Проще говоря, «машиностроение имеет дело со всем, что движется», согласно Школе инженерии и прикладных наук Fu Foundation при Колумбийском университете.Инженеры-механики до сих пор используют основные компоненты, которые были известны и использовались веками, такие как колеса, оси, рычаги, винты, пружины и шарниры, для изготовления таких машин, как транспортные средства, сельскохозяйственная техника, бытовая техника, роботы и промышленное оборудование. Инженеры-механики также проектируют подузлы для этих машин, включая системы управления и инструменты, а также отдельные детали.
Движение может приводиться в движение мышцами людей или животных, теплом и давлением сгорания, гидравлическими или пневматическими приводами, электромагнетизмом, силой тяжести или пружинами всех форм и размеров.
Следовательно, инженер-механик должен быть знаком со всеми этими основными компонентами движения и мощности, чтобы разрабатывать более сложные устройства. Например, в автомобиле стартер использует электромагнетизм; двигатель приводится в действие расширяющим давлением от сгорания бензина; гидроусилитель руля, тормоза и автоматическая коробка передач используют гидравлическое давление; и система подвески использует пружины.
Машиностроение — одна из самых обширных инженерных дисциплин, согласно U.S. Бюро статистики труда (BLS). Инженеры-механики должны обладать базовыми практическими знаниями во многих других областях инженерии, включая строительную, аэрокосмическую, компьютерную и электротехническую инженерию. Кроме того, они должны быть знакомы с контрольно-измерительными приборами, производственными процессами и материалами, чтобы проектировать устройства, которые могут быть построены эффективно и по разумной цене.
Критически важные навыки, необходимые в машиностроении, включают глубокое понимание физики, математики и материалов.
Эти знания позволяют инженерам рассчитывать условия отказа на основе размеров детали, свойств ее материала и условий, в которых она будет работать. Затем инженер может указать требуемые размеры и материалы детали, чтобы она могла выдерживать заданную силу.
Инженеры работают со многими типами материалов, включая металлы, керамику, полимеры и композиты. В «Механическом поведении инженерных материалов» (Springer, 2007) Иоахим Рослер, Харальд Хардерс и Мартин Бекер пишут, что для инженеров-механиков очень важно изучать механическое поведение материалов.Знание свойств этих материалов, таких как их плотность, твердость, прочность на разрыв, объемный модуль и прочность на изгиб, позволяет инженерам-механикам рассчитать, как эти материалы будут работать при таких напряжениях, как сжатие, растяжение, изгиб и скручивание, а также в различных условиях окружающей среды. условия температуры, давления, агрессивных газов и жидкостей и даже радиации. Они также должны быть в состоянии предсказать, как эти материалы будут стоять в течение длительного периода времени.
Инженеры-механики все больше и больше полагаются на системы автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM), поэтому знание компьютеров имеет важное значение.Согласно веб-сайту Университета Питтсбурга: «Чтобы спроектировать все машины, которые используют и вырабатывают энергию, сегодняшние инженеры-механики используют программы рисования CAD / CAM для разработки своих проектов непосредственно перед тем, как будут выполнены какие-либо производства и испытания». Помимо ускорения процесса проектирования, системы CAD позволяют быстро и легко изменять конструкции, трехмерную (3D) визуализацию готовых деталей и сборок, а также быстрое создание прототипов с использованием программного обеспечения для 3D-печати и автоматизированного производства (CAM) с компьютером. станки с числовым программным управлением (ЧПУ).Полный список необходимых навыков и способностей для инженеров-механиков можно найти на MyMajors.com.
Работа и зарплата в машиностроении
Согласно BLS, «инженеры-механики обычно работают в профессиональных офисных помещениях.
Иногда они могут посещать рабочие места, где проблема или часть оборудования требуют их личного внимания. Инженеры-механики работают в основном в инженерных службах. , исследования и разработки, обрабатывающая промышленность и федеральное правительство.»
Для большинства рабочих мест инженерам-механикам требуется как минимум степень бакалавра в области инженерии, и многие работодатели, особенно те, которые предлагают услуги инженерного консалтинга, также требуют сертификации в качестве профессионального инженера. Степень магистра часто требуется для продвижения к руководству, и постоянное образование и подготовка необходимы, чтобы идти в ногу с достижениями в области технологий, материалов, компьютерного оборудования и программного обеспечения, а также государственными постановлениями.Кроме того, многие инженеры-механики входят в Американское общество инженеров-механиков.
По данным Salary.com, по состоянию на июль 2014 года диапазон заработной платы для недавно получившего диплом инженера-механика со степенью бакалавра составляет от 52 626 до 74 524 долларов. Диапазон для инженера среднего звена со степенью магистра и стажем от 5 до 10 лет составляет от 73 238 до 108 609 долларов; и диапазон для старшего инженера со степенью магистра или доктора и более чем 15-летним опытом составляет от 95 251 до 141 806 долларов. Многие опытные инженеры с учеными степенями продвигаются на руководящие должности или открывают собственный бизнес, где они могут зарабатывать еще больше.
Ожидается рост машиностроения. В BLS говорится: «Согласно прогнозам, с 2012 по 2022 год занятость инженеров-механиков вырастет на 5 процентов, что ниже, чем в среднем по всем профессиям. Перспективы трудоустройства могут быть лучшими для тех, кто следит за последними достижениями в области технологий». Хорошие оценки в учебном заведении с высокими оценками должны давать соискателю преимущество перед конкурентами.
Ищите самые популярные программы по машиностроению в TopUniversities.com.
Джим Лукас — писатель-фрилансер и редактор, специализирующийся на физике, астрономии и инженерии. Он является генеральным менеджером компании Lucas Technologies .
Дополнительные ресурсы
19+ Инновации в машиностроении, которые помогли определить механику сегодня
Машиностроение — очень обширная дисциплина. Его широта частично объясняется необходимостью охватывать проектирование и производство практически всего в движущейся системе.
Это варьируется от мельчайших компонентов системы до готовой, иногда огромной машины в целом. На протяжении всей истории некоторые инновации определяли механику и современную машину, следующие изобретения являются яркими примерами.
СВЯЗАННЫЕ С: 35 ИЗОБРЕТЕНИЙ, ИЗМЕНИВШИХ МИР
Эти инженерные инновации простираются от любых классических «простых машин» до сложных концепций, таких как полет. Этот список далеко не исчерпывающий и в произвольном порядке.
1. Aeolipile был ранней паровой реакционной турбиной
Источник: Gts-tg / Wikimedia CommonsAeolipile был первым в мире вращающимся паровым двигателем или, точнее говоря, паровой реакционной турбиной. Он был изобретен великим Героном Александрийским в году 1-го века нашей эры в году и подробно описан в своей книге Pneumatica .
Это относительно простое устройство работает, нагревая резервуар с водой внутри устройства для генерации пара.Затем пар проходит через одну из медных опор к шарнирной латунной сфере.
Как только пар достигает сферы, он выходит через одно из двух сопел на концах двух маленьких, направленных друг напротив друга рычагов. Выходящий пар создает тягу и заставляет шар вращаться.
Основной принцип прост, но настоящая гениальность устройства заключается в том, что только один из поддерживающих рычагов пропускает пар к сфере (через подшипник скольжения).
Это толкает шар против другой, «твердой», поддерживая руку, которая также имеет упорный подшипник.Сплошное плечо включает коническую точку, которая упирается в соответствующее углубление на поверхности сферы. Эта комбинация удерживает сферу на месте, пока она вращается.
2. Колесо и ось — мощная простая машина
Источник: Vikiçizer / Wikimedia CommonsВ машиностроении очень мало инноваций, которые оказали такое же влияние, как колесо и ось. Без них современный мир выглядел бы совсем иначе.
Колесо и ось — одна из шести простых машин, определенных в древности и расширенных в эпоху Возрождения.
Первые изображения колесных транспортных средств появляются на глиняном горшке Bronocice из Польши и датируются примерно 4000 до н.э. годом. На горшке четко изображена какая-то повозка с четырьмя колесами, установленными на двух осях.
Самое раннее фактическое свидетельство физической комбинации колесо-ось происходит из Словении и датируется примерно 3360-3030 гг. До н.э.
Изобретение колеса и оси буквально изменило мир и было неизменной особенностью транспортных средств человека в течение последних 6000 лет, и, вероятно, так и останется в будущем.
3. Ветряные мельницы начали заменять рабочую силу.
Модель «персидской» ветряной мельницы с вертикальным парусом, Источник: Saupreiß / Wikimedia CommonsВетряные мельницы — невероятно гениальные устройства, которые могут преобразовывать энергию ветра в полезную механическую работу. Это достигается за счет использования больших «парусов», обычно сделанных из дерева, для передачи вращающей силы на главный вал. Это, в свою очередь, можно использовать для работы, например, для измельчения муки.
Персы были одними из первых людей, использовавших силу ветра для работы, когда они начали строить первые ветряные мельницы в Иране и Афганистане примерно в году 7-го века нашей эры.
Эти ранние ветряные мельницы состояли из парусов, расходящихся по вертикальной оси внутри здания, с двумя большими отверстиями для входа и выхода ветра, диаметрально противоположными друг другу. Мельницы использовались для прямого привода отдельных пар жерновов без использования шестерен.
Они были одним из первых средств, с помощью которых цивилизации смогли напрямую заменить людей машинами в качестве основного источника энергии.
Ветряные мельницы стали широко распространяться по всей Европе в средние века и оставались в общем использовании вплоть до 19 века.
Развитие энергии пара во время промышленной революции привело бы к окончательному упадку ветряных мельниц.
4. Шкивы упрощают подъем
Источник: GK Bloemsma / Wikimedia CommonsШкивы представляют собой одно или несколько колес на оси или валу, которые поддерживают движение и изменение направления троса или ремня (т. Е. обычно туго). Они передают мощность между валом и кабелем и обеспечивают механическое преимущество, которое идеально подходит для подъема тяжелых предметов.
Шкивы бывают различных типов:
— фиксированный шкив имеет ось, установленный на подшипниках, прикрепленных к опорной конструкции
— Подвижные блоки имеют оси смонтированы на подвижных блоков.
— Составные шкивы представляют собой смесь двух вышеперечисленных. Прекрасный пример — система блокировочных шкивов.
Шкив был определен великим Героном Александрийским как одна из шести основных простых машин. Сегодня шкивы являются неотъемлемой частью многих механических систем, включая ремни вентилятора, флагштоки и колодцы.
5. Одержимость человечества полетами уменьшила мир
Источник: Дэвид Чедвик / TwitterЗадолго до рождения братьев Райт люди пытались подняться в воздух. Одним из таких малоизвестных пионеров полетов был брат Эйлмер. Эйлмер был монахом из аббатства Малмсбери, Англия, который сделал раннюю попытку полета в 1010 годах нашей эры.
Отчет об этом событии можно найти в книге Уильяма Малмсберийского XII века Gesta Regum Anglorum .
Говорят, что брат Эйлмер был вдохновлен легендой об Икаре, чтобы построить простой планер и попытаться летать. Его планер был построен из деревянного каркаса и полотна или пергамента.
Ему удалось взлететь с высоты около 18 метров, над землей и пролететь около 200 метров, , прежде чем впоследствии запаниковать и разбиться, сломав обе ноги.
Эйлмер вернулся к чертежной доске и планировал следующий полет, но был остановлен приказом своего настоятеля во избежание дальнейших попыток.
Желание брата Эйлмера летать, как и других, последовавших за ним, от османского Хезарфена Ахмеда Челеби семнадцатого века до великого Леонардо да Винчи, способствовало нашему пониманию полета и аэродинамики.
6. Сталь была предшественником многих более поздних чудес машиностроения.
Подвесной мост Клифтон, Бристоль, Великобритания, Источник: mattbuck / Wikimedia CommonsСталь, сплав железа и углерода, известна с железного века .Но большую часть этого времени качество производимой стали сильно варьировалось.
Первые доменные печи, способные производить полезную сталь, начали появляться в Китае примерно в 6 веке до н.э. и распространились в Европе в средние века. К 17 веку производство стали было более или менее хорошо изучено, а к 19 веку методы производства и качество были значительно улучшены с развитием процесса Бессемера.
Первые металлурги поняли, что когда железо сильно нагревается, оно начинает поглощать углерод.Это, в свою очередь, снижает температуру плавления железа в целом и делает конечный продукт хрупким.
Вскоре они поняли, что им необходимо найти способ предотвратить высокое содержание углерода, чтобы изделия из железа были менее хрупкими.
Примерно в г. 1050 г. н.э. г. был разработан предшественник современного Бессемеровского процесса. Этот процесс обезуглероживает металл за счет многократной ковки под струей холодного воздуха.
Хотя этот процесс был гораздо менее эффективен, чем более поздняя разработка Бессемера, он стал решающим шагом в развитии металлургии чугуна и стали.
Самая важная разработка была сделана самим Генри Бессемером в 1856 году. Он разработал способ продувки кислородом расплавленного чугуна для относительно дешевого и масштабного снижения содержания углерода, тем самым создав современную сталелитейную промышленность.
7. Парусные корабли открывают океаны
Источник: Порт Сан-Диего / FlickrСамое первое изображение парусного корабля датируется примерно 3300 до н.э. и найдено на египетской живописи. Эти ранние лодки имели квадратный парус и ряд весел.
Поскольку они были ограничены рекой Нил и зависели от ветра в узком канале, было жизненно важно сохранить весла для использования в периоды недостаточной скорости ветра.
Эта комбинация паруса и весла доминировала на ранних кораблях на протяжении веков, достигая высот технических достижений с триерой классического периода.
Первые паруса, вероятно, были сделаны из шкур животных, но в додинастическом Египте они были заменены плетеными циновками из тростника и, в конечном итоге, тканью.
Позднее паруса, использовавшиеся в Европе, были сделаны из тканого льняного волокна, которое используется до сих пор, хотя в значительной степени оно было заменено хлопком.
Парусные корабли позволят исследовать моря на большие расстояния и откроют новые торговые пути. По сути, они сократят мир и позволят ранее отключенным странам обмениваться товарами и знаниями.
Они также позволят некоторым нациям расширить свое влияние по всему миру и, в некоторых случаях, помочь в создании империи.
Торговля и империя дадут стимулы для дальнейшего продвижения корабельных технологий и машиностроения до наших дней.
8. Печатный станок для промышленных букмекерских контор
Источник: Patrice_Audet / PixabayПечатный станок был одним из самых важных изобретений в машиностроении и в истории человечества. Адаптация печатного станка Йоханнесом Гутенбергом была новаторской для своего времени и подготовила почву для огромных достижений в печати, достигнутых в эпоху Возрождения и промышленной революции.
Печать с подвижным шрифтом появилась за некоторое время до Гутенберга, особенно в Китае, но его устройство было первым, кто механизировал процесс массового нанесения текста и изображений на бумагу.
Пресс Гутенберга был создан по образцу древних винных прессов Средиземноморья и фактически был изготовлен из модифицированного винного пресса. Он также был разработан на существующих прессах средневекового периода.
Его печатный станок работал, катая чернила по заранее подготовленной рельефной поверхности подвижного текста, заключенного в деревянную рамку.Затем он был прижат к листу бумаги, чтобы создать копию.
Этот процесс был намного более эффективным, чем другие печатные машины того времени, не говоря уже о предыдущем процессе ручного копирования книг.
Печатная машина позволила бы выпускать книги быстрее и, что наиболее важно, дешевле, давая возможность все большему количеству людей покупать их. Это станет переломным моментом в истории человечества и инженерии.
9. Поршень является жизненно важным компонентом поршневых двигателей
Поршни в демонстрационном двигателе, Источник: 160SX / Wikimedia CommonsИзобретение поршня широко приписывают французскому физику Дени Папену в 1690 году нашей эры .Его дизайн парового поршневого двигателя был разработан более поздними изобретателями, такими как Томас Ньюкомен и Джеймс Ватт, в 18 веке .
Его изобретение, наряду с другими достижениями в технологии паровых двигателей, ознаменует «истинное» начало промышленной революции.
Поршни обычно находятся внутри цилиндра, который герметичен за счет использования поршневых колец. В современных двигателях поршень служит для передачи усилия от расширяющегося газа в цилиндре возвратно-поступательному движению на коленчатом валу.
Применительно к насосам этот процесс фактически обращен вспять.
Сегодня поршни являются важными компонентами многих поршневых двигателей, насосов, компрессоров и других подобных устройств.
10. Рычаги дают вам механическое преимущество
Типы рычага, Источник: Rei-artur / Wikimedia Commons«Дайте мне место, чтобы встать, и я буду двигать Землю вместе с ним», — замечание Архимеда. который формально сформулировал правильный математический принцип рычагов »- Папп Александрийский.
Рычаг, еще один простой двигатель, состоит из балки (или жесткого стержня), которая поворачивается на неподвижном шарнире или опоре. Рычаги — невероятно полезные устройства, которые могут обеспечить механическое преимущество при перемещении очень тяжелых объектов с относительно небольшим усилием, также известным как рычаг.
В зависимости от того, где расположена точка опоры по отношению к нагрузке и усилию, рычаги можно разделить на три типа:
- Рычаги класса 1 — это рычаги, в которых точка опоры находится в центре балки.Примеры включают качели и лом.
- Рычаги класса 2 — это рычаги, в которых нагрузка (сопротивление) расположена посередине. Примеры включают тачку и педаль тормоза.
- Рычаги класса 3 — это рычаги, в которых усилие расположено посередине. Примеры включают пинцет и челюсть.
Рычаги впервые упоминаются в работах Архимеда в г. до н.э.
11. Локомотив навсегда произвел революцию в транспорте
Локомотив Coalbrookdale Тревитика, Источник: Science Museum / Wikimedia CommonsРичард Тревитик в 1801–1804 построил первый паровой вагон и экспериментальный паровоз в Пен-И -Даррен, Уэльс, Великобритания.Позже он продал патент, и в 1804 пересмотрел свою первоначальную версию, чтобы успешно перевозить 10 тонн железа, 5 вагонов, 70 человек на расстояние около 10 миль . Эта поездка заняла чуть более 4 часа , что означает, что этот ранний локомотив разогнался до скорости 2,4 мили в час . Несмотря на это, это был один из первых паровозов, производивших настоящую практическую работу.
Скорость локомотива будет увеличиваться, что изменит облик промышленности и транспорта во всем мире.
12. Наклонные плоскости или пандусы облегчают подъем
Источник: Coyau / Wikimedia CommonsСкромный, но чрезвычайно важный пандус, или наклонная плоскость, является еще одним из шести основных простых механизмов и позволяет перемещать тяжелые грузы вертикально относительно немного усилий. Пандусы широко используются во многих областях, от погрузки товаров в грузовики до пандусов для инвалидов.
Для перемещения объекта вверх по наклонной плоскости требуется меньше усилий, чем для его подъема прямо вверх, но за счет увеличения перемещаемого расстояния.Механическое преимущество пандусов равно отношению длины наклонной поверхности к высоте ее подъема.
Винт и клин — это другие простые станки, которые можно рассматривать как вариации в наклонной плоскости, а не как отдельные формы.
13. Шестерни и зубчатые колеса с легкостью передают крутящий момент
Источник: Tim Green / FlickrЗубчатые колеса или зубчатые колеса являются неотъемлемыми компонентами любой вращающейся машины. Они позволяют изменять скорость, крутящий момент или направление мощности.Это одни из самых фундаментальных инноваций в машиностроении в истории.
Любое изменение крутящего момента, произведенное с использованием шестерен и зубчатых колес, обязательно дает механическое преимущество благодаря явлению передаточного числа.
Зубчатая передача может также зацепляться с линейной зубчатой частью, называемой рейкой, производя поступательное движение вместо вращения.
Неясно, когда именно были изобретены шестерни и зубчатые колеса, но некоторые считают, что Архимед. Сегодня шестерни присутствуют во многих движущихся системах и машинах, от велосипедов до судовых двигателей.
14. Подшипник помогает снизить трение
Источник: Solaris2006 / Wikimedia CommonsПодшипник — еще один фундаментальный элемент машин, который стал определять машиностроение. Эти устройства позволяют ограничить относительное движение в одном направлении или в одной плоскости, одновременно уменьшая трение между движущимися частями.
Подшипники бывают разных форм и размеров, от компонентов, удерживающих валы или оси на месте (подшипники скольжения), до более сложных систем, таких как шариковые подшипники.
Сложные современные подшипники часто требуют высочайшего уровня точности и качества при производстве.
15. Клин отлично подходит для ломки вещей
Источник: Анна Фродезиак / Wikimedia CommonsКлин — еще одна простая машина и фундаментальная инновация в машиностроении. Они использовались с доисторических времен для таких действий, как колка бревен (топоров) или камней (долота).
Клинья — это подвижные наклонные плоскости, которые можно использовать для разделения двух объектов (или их частей), подъема объектов или удержания объектов на месте посредством приложения силы к широкому концу.Таким образом, форма клина преобразует входящую силу в перпендикулярные силы, 90 градусов к наклонным поверхностям.
Механическое преимущество любого клина зависит от отношения его длины к толщине. Другими словами, широкие короткие клинья требуют большего усилия, но дают более быстрый результат, чем длинные клинья с низким углом.
16. Электродвигатели преобразуют электричество в движение
Разрез современного асинхронного двигателя, Источник: S.J. de Waard / Wikimedia CommonsДвигатели — это электронные машины, преобразующие электрический ток во вращательное движение.Наиболее распространенные электродвигатели работают за счет взаимодействия магнитного поля и тока для создания силы.
Основной принцип электродвигателей, Закон силы Ампера, был впервые описан Ампера в 1820 и впервые продемонстрирован Майклом Фарадеем в 1821 . Один из первых практических двигателей был создан венгерским физиком Аньосом Едликом в 1828 .
Двигатели используются во многих областях, от промышленных вентиляторов до электроинструментов и компьютерных дисководов.
17. Пружины отлично подходят для хранения энергии
Источник: Qz10 / Wikimedia CommonsПружина — это просто упругий объект, который может накапливать механическую энергию. Они, как правило, изготавливаются из стали и бывают разных конструкций, но чаще всего в форме спиралей.
Всякий раз, когда пружина растягивается или сжимается, она имеет тенденцию оказывать противодействующую силу, приблизительно пропорциональную ее изменению в длине.
Маленькие пружины могут быть изготовлены из предварительно закаленного материала намотки, в то время как более крупные пружины обычно изготавливаются из отожженной стали, которая после изготовления закаляется.
В ранней истории механики не витые пружины, как лук, были обычным явлением, но витые пружины начали появляться примерно в 15 веке. Сегодня они имеют множество применений, от подвески автомобиля до обтягивающих игрушек.
18. Параллельное движение было впервые изобретено в 1784 году
Параллельное движение — это форма механической связи, которая была впервые изобретена Джеймсом Ваттом в 1784 году. Она была разработана для использования в его паровой машине двойного действия Ватта. и заменил предыдущую установку балки и цепи Ньюкомена.
Его новая конструкция двигателя позволила использовать мощность как при движении поршня вверх, так и при движении вниз, эффективно удваивая эффективность. Ватт назвал это «параллельным движением», потому что и поршень, и шток насоса должны были двигаться вертикально, параллельно друг другу.
Он оказался чрезвычайно успешным и стал важным нововведением, которое помогло определить механику сегодня.
19. Винты преобразуют крутящий момент в линейную силу
Источник: Hautala / Wikimedia CommonsВинты — еще одна простая машина, которую использовали с древних времен.Как правило, они состоят из цилиндрического стержня с одной или несколькими спиральными витками резьбы или выступами на внешней стороне.
Эти гениальные инновации в машиностроении преобразуют вращательное движение в линейную силу. Винты также можно рассматривать как узкую наклонную плоскость или пандус, обернутый вокруг цилиндра.
Известные ранние примеры включают винт Архимеда, который использовался как ранняя форма водяного насоса.
Винты, такие как пандусы, рычаги и шкивы, позволяют увеличить усилие.В случае винта он обеспечивает механическое преимущество, заключающееся в преобразовании небольшого крутящего момента (силы вращения) в большую осевую силу нагрузки.
Его механическое преимущество изменяется в зависимости от расстояния между резьбой винта, также называемого шагом. Сегодня они широко используются в качестве крепежа или в качестве основных насосов, прессов и прецизионных устройств.
20. Воздушный насос также помог определить современную механику
Источник : Британская энциклопедияВоздушный насос, как следует из названия, представляет собой устройство для нагнетания воздуха.Современные примеры включают велосипедный насос, газовые компрессоры, воздушные рожки и трубные органы, и это лишь некоторые из них.
Первое зарегистрированное изобретение этого устройства было в 1649 году, когда Отто фон Герике изобрел золотниковый вакуумный воздушный насос. Его устройство, признанное сегодня одним из видов воздушного насоса, уменьшило любые возможные утечки между поршнями и соответствующими цилиндрами с помощью кожаных шайб.
Роберт Гук сделал первый практический научный образец в середине 1600-х годов, а Фрэнсис Хоксби разработал его двуствольную версию в начале 1700-х годов.
Воздушный насос оказался революционным, поскольку предоставил средства для более позднего развития вакуумной лампы, что, в свою очередь, привело к разработке таких продуктов, как электрические лампочки. Это также помогло в разработке пневматики и поршневых насосов.
21. Газовый двигатель был революционным
Изобретение газового двигателя стало еще одним нововведением, которое помогло определить современную механику. Являясь разновидностью двигателя внутреннего сгорания, газовые двигатели могут работать на различных видах топлива, таких как угольный газ, биогаз, свалочный газ или природный газ, и это лишь некоторые из них.
Сегодня бензиновые двигатели могут проследить свое происхождение от этой невероятно важной инновации.
Первые разработки технологии начались в 19 веке, но первый настоящий двигатель на практике был разработан бельгийским инженером Этьеном Ленуаром в 1860-х годах. Революционный двигатель Ленуара страдал низкой выходной мощностью и высоким расходом топлива.
Новаторская работа Ленуара была продолжена немецким инженером Николаусом Августом Отто, который позже разработал первый четырехтактный двигатель для эффективного сжигания топлива непосредственно в поршневой камере.
Без развития бензинового двигателя современный мир действительно выглядел бы совсем иначе.
22. Маятник был еще одним ранним достижением в механике
Источник: Элизабет Уильямс / TwitterМаятник, который фактически состоит из груза, подвешенного на какой-либо оси, является еще одним важным нововведением в машиностроении. Считается, что первые образцы были впервые разработаны где-то в I веке, но самые ранние образцы использовались в качестве базовых сейсмометров во времена династии Хань в Китае.
Одно из первых зарегистрированных случаев использования маятника для хронометража, как говорят, было в Египте 10-го века астрономом Ибн Юнусом, хотя это оспаривается. Именно в эпоху Возрождения маятники начали использоваться в качестве источника энергии в ручных поршневых машинах, таких как пилы, сильфоны и насосы.
Но для дальнейшей разработки маятника для использования в часах понадобился великий Галилео Галилей. Он разработал одни из первых маятниковых часов.
23.Дизельный двигатель также оказался революционным.
Источник: webandi / needpixИ, наконец, изобретение дизельного двигателя стало еще одним важным достижением в машиностроении. Иногда также называемые двигателем с воспламенением от сжатия или двигателем CI, дизельные двигатели названы в честь своего прародителя, Рудольфа Дизеля.
Являясь разновидностью двигателя внутреннего сгорания, дизельные двигатели работают за счет воспламенения топлива путем механического сжатия (адиабатическое сжатие). В этом отличие от бензиновых двигателей, в которых для воспламенения топливовоздушной смеси используется свеча зажигания.
По этой причине дизельные двигатели обладают самым высоким тепловым КПД среди существующих двигателей внутреннего сгорания. Рудольф Дизель впервые задумал идею в конце 1870-х годов после посещения лекции Карла фон Линде о цикле Карно.
Позже он запатентовал свою идею в 1893 году, а остальное, как говорится, уже история. Сегодня дизельные двигатели получают много плохой прессы из-за высокого уровня выбросов углерода, и многие власти находятся в процессе их полного запрета.
507 анимированных движений
ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В СТРАНУ МЕХАНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ АНИМАЦИЯ И ГРАФИКА
Каждая машина состоит из механизмов, которые состоят из таких компонентов, как шестерни, кулачки, звенья, винты и пр. «Механические движения» этих компонентов заставляет машину выполнять желаемые задачи; это может быть простой «Архимед» винт »или робот, исследующий скалы на Марсе.
После промышленной революции исчерпывающее исследование механических движений все еще разрабатываются новые концепции и конструкции. Хотя «Руководство по механике Механизмы г-на Генри Т. Брауна с 507 механическими механизмами были ранним сборник пятисот семи механических движений до сих пор считается лучшим справочником не только для новичков. и студентов, но также для разработчиков современного оборудования и конструкторов роботов.
Скриншот из списка 507 Mechanical Movements
Мы считаем, что можем улучшить понимание иллюстраций и объяснений в этом старом издании с использованием современных технологий с использованием 2D и 3D графики и анимации. Изображать все анимированные иллюстрации 507movements — огромная работа и в зависимости от необходимости и нашей способности сделать их все. Однако мы хотели сделать скромное начало с нескольких из пятисот семи механических движений, анимированных для лучшего понимания.
Все изображения 507 механических механизмов и соответствующие описания напоминают оригинальные работы как в книге «Руководство по механическому движению». Механический изображения с анимацией движения имеют интерактивные ссылки, которые должны вести к объяснение с помощью анимации.
Мы приложили все усилия, чтобы создать эти механические анимации движения; однако зрителей просят использовать свои суждения в отношении совершенства правильный принцип работы.Мы всегда рады отзывам зрителей о совершенствовании наши выходы.
Мы хотим добавить больше анимированных моделей с механическими механизмами со временем и запрос зрителей, чтобы помочь нам в создании приоритетного списка. Мы приветствуем предложение от зрителей, указав номер иллюстрации, за которую они были бы признательны дополнение к существующей популяции механических анимаций движения.
Мы приветствуем учреждения, которые поддержат нашу инициативу, так что скромные стартовые размеры до исчерпывающего справочника для нынешнего и будущих студентов.