Техника - молодёжи 1951-02, страница 12

Г. БАБА'Л

лауреат Сталинской премии, лектор технических наук

Рис. Н. СМСЛЬЯЧИНОВА

TI AHCbOf МАЦИЯ СИЛ И ПУТЕЙ

В: рослый мужчин i иоу.ет без особ) ю напряжения поднять одной рукой груз весом в одия-два десятка пикограммов на высоту в несколг ко сани метров. При этом выполняемся работа оголо одного килограммогетса. Гакое движение нетрудно повторять какду- > одну-две сегунды.

Следователь! о, одной рукой легко можно развить мощность около десятка ватт — около 1°/» от лошадиной сг1лы.

Чтобы раздавим скорлупу грецкого ореха, достаточно < тать ее на один-два миллиметра. Для самого крепкою ореха, чтобы произвести TLKoe сжчгие. необходимо усилие примерно в сотн-о кчлограммог Рабита раздавливания ореховой скорлупа (произведение сглы нг путь) "эныпе одного ьилограмго-метра. Но вряд ли .мужчина средней силы разгавит просто, непораженной сукой, ".репкгй грецкий орех. Работу, необходимою для раздавливания, он развивает легго. Но панные это !t работы (ее пара' метры, кг к говор ит техники) не подходят для дробления ope: а.

Пользуясь щипцами, орехи дробит ребенок. В щипцах силг руки прикладывается к длинн< му плечу рычага. На скорлупу ореха щипцы давят с силок, в несколько раз большей силы руки. При помощи щипцов раиота, произь здимая рукой, преобразуется. ft :еньшас гея путь, увели члпается сила.

Преобразовывать по-лныш' будет: трансформировать. Многие устройства, цоторие производят пособразозание работы (или энергии), принято назыв» ть тргнефор магорами.

Щипцы для орехов — лример лро-стейшего меганическо.ю трансформатора. Отношение сил и путей — это коэфициент трансформации. А щипцах коэфициент трансформации i-ожно принять равны» отношению плеч, Практически это отношение - несколько единиц.

Более сложный меха<р:ческ.1Й тр нсформатор, в которое, так же как и в щипцах, выигрывают в силе и теря.эт в nyi и, -А это домграт. С е 'о помощы > че..ов< u cpej ней *ильг может приподнять автомобиль, ^гружен.-Т]. «елезночорожный вагон.

У домкпата коэфициент трансформации — неск< лько сотен или доже тысяч.

Весло в лодке — это механический трансформатор, который уменьшает силу, ло за го увелич» з„ет чуть, увеличивает скорость. "Гребец тянет зр валек — короткое плечо рычага, а лопатка весла сидит яа гонце длинного плеч» рычага.

Рычаг - самый распространенны"

механический трансформатор ели путей Обширная область применения рычагот — это тоансфо! мация колебательного движения. Рычажная передача при меняется в паровозе для привода :олгс. При помощь рычажной передачи прг юди :я в дви& ние и мембрана патефона. Один конец рычгга (остри

иголки) скользит по извг' 1истым

бороздкам пластинки, -ругой чонец явк :ет взад-ьперед центр мембраны. На примере рычага удобно рассмотреть зависим» сть конструкции трансформатора от ве\ичинь* передаваемой мощности и от частоты .олебани!.

ТРАНСФОРМАТОРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

В учеониках физики ,тля средней школы доказывается, чт< перемещения концов рычага обратно пропорциональны длингм его ллеЧ Ч щипцах для орехов отношение плеч — ".то и есть поэфгшиент Tpf нсформации- Но не всогда этот закон является достаточно точным отраж шием действ ггелькости.

Рычаг из люоого самого прочного материала всегда имеет некоторую гибкость. Опорр рычага не является абсолютно жесткой, Чем больше усилие, передаваемое данным рычагои, тем больше отличаемся отношение перемещений плеч от отношения ил длии

Прогиб плеч рычага и его опоры мо кно уменьшить за счет снижения напряжений в материале. А это ведет к увеличению размеров передачи при заданном усилии.

Всякое перемещение одного конца рычага передается к его другому концу не мгновенно, а в течение какого-то конечного отрезка времени. В стали, например, механическое возмущение передается со скоросты > несколы,и с километров в со .унду. Если колебать один конец стального ст' ржня, то второй конец будет повторять чти колебания с запаздывание».. При -о-леоанияч вдоль стержня будет бежать волна.

При передаче колебательного дви кения закон -перемещение плеч обратно пропорционально их длинам' cnpi вед м в, лишь когда полная длина рычрга значительно меньше д/кИны аольы в материале, из которого сделан рычаг.

TP ШСФОРМАТОРЫ ВОЛН

Если приставит', к уху рожок, то слышимость улучшаете... Рожок споим широк] :м раструбом .воспринимает чруковые волны с большой площади, концентрирует их и ^пе-рез маленькое отверстие направляет к бграбанной перепонке. Слуховой рожок — это трансформатор

звуковых колебаний, работающий ь.ак повысит гль концентрации.

Рупор гро 1КОговорителя та „же является трансформатором звуковым чолеоаяий, но он дает понижение концентрации волн. Мембрана громкого topi теля совершает колебания с большим размахом. Площадь мембраны невелика. Вблизи мембраны поток зву^овыг волн имеет большую плотность Рупор, достеп знно расширяющийся от мембраны i раструбу, передает зву-опме колебания все бо-.ьшеЛ Lac-се воздуха. Амплитуда к.)л~бвний при этом понижается.

Рупоры и рожки — это примера трансформаторов, размеры которых м гут в несколько раз превышать •лину трансформируемой вольы ъеханическнх юлебаний.

Среди трансформаторов электромагнита jx коле 5аний наблюдается еще большее разнообразие конструкций, чем среди механических трансформа яоргв. Под термин чрансформ»тор электромагнитной энергии» погходит всягое устройство. которое меняет соотношение между электрическими и магнитными силами, меняе™ концентрацию электрической и магнитной энергии.

Сгет — это электромагнитные колебания с частотой от 3 ■ Ю¹⁴ до 3 • 10¹⁵ герц, ьлыс-оог'агни-ные волны длиной в десятые доли микрона. Пример трансформаторов световых олебакьй — телес» эп и микроскоп,

Телескоп ьосприним ;ет све'.олой поток на огромную поверх! ^гость своего объектива (з рк ила или линзы) и через окуляр сводит эют "отоь. на маленькую площадь: яа Ф< г пластинку или зранок глаза. Телескоп — это трансформатор, у 1еличив мои чй концентр щию светового потока. В больших телескопах поперечник зеркала в со'.ни раз больше поперечник эррчка глаза. Коэфициент трансформации, то-есть увеличение плотность свето-toi о поток I, достигает сотн и тысяч.

Ilo-инсму работает микроскоп. Сильный светоьой по'»ок направляется на изучаемый объект. Прошедший насквозь свет (при изучении прозрачных объектов, срезов тканей, бактерий и т. д.) или отраженный свет (при изучении непрозрачных объектов, как металлы и некоторые минералы) воспринимается объективом Mi гкросюпг. Затем объектив и окуляр микроскопа расширяет э рот световой по-:ок. На сетчатке глаза рисуется увеличенное изображение. Микроскоп — это пример оптического трансформатора, который уменьшает концентрацию светового потока Часто применяется коэфициент 'храксформгции порядка нескольких сотен. Таким же трансформатором, уменьшающим конц"нттцию све

10