PHYSIC LESSONS: ΜΗΧΑΝΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΜΗΧΑΝΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Από την αρχαιότητα ο άνθρωπος προσπαθούσε να επιτύχει την παραγωγή έργου χωρίς ο ίδιος να κουράζεται.

Ο άνθρωπος εξημέρωσε ζώα για να εργάζονται εκείνα αντί γι' αυτόν,κατασκεύασε εργαλεία π.χ. τον τροχό,τον μοχλό,επινόησε διατάξεις για να αξιοποίηση την ενέργεια του άνεμου (ιστιοφόρα,πλοία,ανεμόμυλους) ή του νερού (νερόμυλους)

Έτσι εξημέρωσε ζώα για να εργάζονται εκείνα αντί γι' αυτόν, κατασκεύασε εργαλεία π.χ. τον τροχό,τον μοχλό,επινόησε διατάξεις για να αξιοποίηση την ενέργεια του άνεμου (ιστιοφόρα,πλοία,ανεμόμυλους) ή του νερού (νερόμυλους) κ.τ.λ.

Αρχαίος νερόμυλος

Σημαντικός σταθμός στην εξέλιξη του ανθρώπου ήταν οι ανακαλύψεις της ατμομηχανής,της μηχανής εσωτερικής καύσης και του ηλεκτρικού κινητήρα.

Στην αρχαιότητα,οι αρχαίοι Έλληνες διέκριναν δύο είδη μηχανών:τις απλές και τις σύνθετες

Στην αρχαιότητα,οι αρχαίοι Έλληνες απέδιδαν την σημασία της μηχανής που αναφέρεται ως ορισμός από τον Βιτρούβιο,ενώ διέκριναν δύο είδη μηχανών:τις απλές και τις σύνθετες.

Αραβικό διάγραμμα μηχανής.Άγνωστη χρονολόγηση (κατ' εκτίμηση 16ος-19ος αιώνας)

Στις απλές ανήκαν οι μοχλοί,η σφήνα,ο κοχλίας,το πολύσπαστο,κ.ά.Στις σύνθετες ανήκαν οι υδραυλικές μηχανές,οι βιομηχανικές (μύλοι άλεσης και σύνθλιψης),οι υψωτικές ή ανυψωτικές,οι πολεμικές και οι μηχανές θεάτρου.

Ο άνθρωπος κατασκεύαζε πέτρινα εργαλεία και όπλα,λαξεύοντας τους λίθους που βρίσκονταν δίπλα στη σπηλιά του

Tην ανάγκη χρησιμοποίησης εργαλείων την ένοιωσε ο άνθρωπος από την παλαιολιθική εποχή.Κατασκεύαζε πέτρινα εργαλεία και όπλα,λαξεύοντας τους λίθους που βρίσκονταν δίπλα στη σπηλιά του.

Μια σύγχρονη μηχανή

Πολλά τέτοια εργαλεία έχουν βρεθεί από τους αρχαιολόγους στους διάφορους παλαιολιθικούς οικισμούς.Πιστεύεται όμως ότι η ανακάλυψη του εργαλείου έγινε παλιότερα.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΜΗΧΑΝΗΣ

Γενικά Μηχανή ονομάζεται οποιοδήποτε εργαλείο ή μέσον που μπορεί να διευκολύνει την ανθρώπινη εργασία ή που μπορεί να αυξήσει τη δύναμή της.

Γενικά Μηχανή ονομάζεται οποιοδήποτε εργαλείο ή μέσον που μπορεί να διευκολύνει την ανθρώπινη εργασία ή που μπορεί να αυξήσει τη δύναμή της

Επίσης οποιαδήποτε συσκευή που χρησιμοποιείται για τη παραγωγή έργου,είτε μεταδίδοντας είτε μετατρέποντας άλλη μορφή ενέργειας (δύναμης) σε παραγωγή έργου.

Η μηχανή χρησιμοποιείται για τη παραγωγή έργου,είτε μεταδίδοντας είτε μετατρέποντας άλλη μορφή ενέργειας (δύναμης) σε παραγωγή έργου

Κατά τη μηχανολογία,ως μηχανή νοείται ένα σύνολο μηχανικών μερών και μηχανισμών ικανών να μετατρέψουν μια ενέργεια τροφοδότησης σε μία διαφορετικού ή ίδιου τύπου αλλά με διαφορετικές παραμέτρους τελική ενέργεια,προκειμένου να την χορηγήσουν σε άλλες μηχανές ή να την χρησιμοποιήσουν άμεσα για να πραγματοποιήσουν συγκεκριμένες διαδικασίες παραγωγής έργου.

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΜΗΧΑΝΩΝ

Ως προς την πολυπλοκότητα διακρίνονται δύο είδη μηχανών:

α) τις απλές και

β) τις σύνθετες.

Απλές μηχανές

Στις απλές ανήκουν:

α) ο μοχλός,

β) η σφήνα,

γ) ο κοχλίας,

δ) το πολύσπαστο,

ε) το βαρούλκο κ.ά.

Σύνθετη μηχανή

Στις σύνθετες ανήκουν:
α) οι υδραυλικές μηχανές,
β) οι βιομηχανικές (Μύλοι άλεσης και σύνθλιψης),
γ) οι ανυψωτικές,
δ) οι πολεμικές και
ε) οι μηχανές θεάτρου.
Γενικά οι μηχανές διαιρούνται σε:
α) Μηχανές κίνησης ή κινητήριες μηχανές που παράγουν μηχανικό έργο.
β) Μηχανές ενεργειακές που απορροφούν μηχανική ενέργεια,δηλαδή κινούνται από έναν κινητήρα και εκτελούν ένα έργο επιδρώντας πάνω στην ύλη,με τρόπο τέτοιο ώστε να αλλάξει η μορφή ή η θέση ή η ενέργεια (σε αυτή την κατηγορία ανήκουν οι βιομηχανικές μηχανές,οι αγροτικές κ.λ.π.) και
γ) Μηχανές μετάδοσης που μεταδίδουν έναν συγκεκριμένο τύπο ενέργειας διαφοροποιώντας μόνο τα χαρακτηριστικά της.

ΜΗΧΑΝΕΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Σχηματικά,μια μηχανή π.χ. ο ηλεκτρικός κινητήρας,μπορεί να αναπαρασταθεί με τον τρόπο που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Ένας ηλεκτρικός κινητήρας

Μια μηχανή (π.χ. ηλεκτρικός κινητήρας) απορροφά μια ποσότητα ενέργειας μορφής A (ηλεκτρική) και μέσω έργου την αποδίδει υπό μορφή B (μηχανική) στον αποδέκτη (σώμα που ανυψώνεται).