Voimansiirto

Aloita katsomalla video voimansiirrosta!

Me ihmiset olemme aina käyttäneet erilaisia kikkoja ja koneita helpottamaan esineiden siirtämistä ja erilaisten työtehtävien tekemistä. Videolla näit useita erilaisia koneita ja välineitä, jotka helpottavat raskasta työtä. Kaikkia niitä käytetään edelleen, vaikka osa niistä saattaa näyttää hieman erilaiselta nykyään!

Mikä kone oikeastaan on?

Miten selittäisit, mikä kone on? Yritä ensin selittää omin sanoin ja tutustu sitten Wikipedian selitykseen!

Jotta esine saadaan liikkeelle tai liike pysähtymään, tarvitaan jonkinlaista voimaa. Erilaisten välineiden avulla voidaan muuttaa sitä, miten voima vaikuttaa esineeseen. Mutta mikä voimassa voitetaan, se matkassa menetetään, ja toisinpäin. Tätä kutsutaan mekaniikan kultaiseksi säännöksi. Tämä tarkoittaa esimerkiksi sitä, että kiveä on helpompi vierittää rinnettä ylös kuin nostaa se suoraan ylös – mutta kiven kuljetusmatka pitenee.

KEKSITKÖ MUITA ESIMERKKEJÄ TILANTEISTA, JOISSA TARVITAAN VÄHEMMÄN VOIMAA MUTTA MATKA PITENEE?

YKSINKERTAISET KONEET

Tapaamme puhua niin sanotuista yksinkertaisista koneista. Yksinkertaiset koneet tarvitsevat vain yksinkertaisen voiman mekaanisen työn suorittamiseen. Siksi niiden uskotaan olevan ihmisen vanhimpia keksintöjä. Yksinkertaiset koneet toimivat mekaniikan kultaisen säännön mukaan.

LASKUTAVASTA RIIPPUEN YKSINKERTAISIA KONEITA ON VIISI TAI KUUSI:

Kalteva taso
Ruuvi
Kiila
Vipu
Pyörä
Joskus myös väkipyörä luetaan yksinkertaiseksi koneeksi

Kaikenlaiset luiskat ja portaat ovat kaltevia tasoja. Esinettä on helpompi kuljettaa kaltevaa tasoa pitkin ylös kuin nostaa se suoraan ylös, mutta kuljetukseen tarvittava matka pitenee.

KEKSITKÖ MUITA ESIMERKKEJÄ KALTEVISTA TASOISTA?

Ruuvi on oikeastaan myös kalteva taso, jossa kierteet on kierretty ruuvin ympärille. Ruuvia pidetään siksi toisinaan kaltevana tasona.

YRITÄ RUUVATA RUUVI LAUTAAN. LYÖ SEURAAVAKSI NAULA SAMAAN LAUTAAN. KUMPI OLI RASKAAMPAA? KUMPI OLI NOPEAMPAA?

Naula on myös yksinkertainen kone. Arvaatko mikä?

Kiilaa käytetään halkaisemiseen. Kirves on kiila. Kun lyöt kirveellä, voima jakautuu sivuille ja halkaisee puun. Kiilan tehokkuus riippuu sen terävyydestä – terävä kiila toimii paremmin kuin tylsä.

NIMEÄ MUITA ESINEITÄ, JOTKA PERUSTUVAT KIILAAN.

Vipu on yksi tunnetuimmista yksinkertaisista koneista. Vivulla voit siirtää esinettä, jota et jaksaisi nostaa. Mitä pidempi vipu, sitä helpompi esinettä on siirtää.

MIETI, MISSÄ YHTEYKSISSÄ HYÖDYNNÄT VIPUPERIAATETTA!

Pyörä on yksi ihmisen vanhimmista keksinnöistä. Vanhimmat piirrokset pyöristä ovat yli 5 000 vuotta vanhoja. Pyörä auttaa vähentämään kitkaa, mikä tarkoittaa, että esinettä on helpompi siirtää pyörillä kuin vetää maata pitkin. Toisinaan pyörä on kytketty akseliin, joka joko pyörittää pyörää toisen voimanlähteen avulla (esimerkiksi autossa) tai pyörä pyörittää akselia.

Luettele erilaisia pyöriä. aloita helpoista, kuten auton ja polkupyörän pyöristä. Tuleeko mieleesi muunlaisia pyöriä kuin ajoneuvojen pyörät?

Pyörä on tärkeä osa rukkia.

Rukin pyörä pyörittää rullaa, joka kehrää lankaa.

Väkipyörä lasketaan joskus pyöräksi, koska se toimii samojen periaatteiden mukaisesti. Väkipyörässä on yksi tai useampi pyörä, joiden ympäri köysi kulkee. Väkipyörä muuttaa siis voiman suuntaa, mikä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse nostaa kuormaa suoraan ylös vaan vedät kuormaa ylöspäin. Useasta väkipyörästä koostuva laite on talja. Väkipyörällä ja taljalla voit nostaa suurempia kuormia – vetäminen on helpompaa, kun väkipyöriä on useampia. Mutta tähänkin pätee mekaniikan kultainen sääntö – mitä voimassa voitat, sitä pidempää köyttä joudut käyttämään.