GCSE デザイン 技術 ポリとベルトは機械システムを向上させる

古代エジプト人はどうやって 巨大なピラミッドを建てるのに 巨大な石ブロックを 持ち上げることができたか 考えたことはありますか?その 答え は,人間 の 能力 を 変え,文明 を 形作っ た 滑輪 や ベルト と いう シンプル な 機械 の 巧妙 な 応用 に ある.

人 の 最も 古い 機械 装置 の 一つ で ある 滑輪 は,レバー と 同じ 原則 に 基づい て 動作 し,重荷 を 引き上げる ため に 不可欠 な 道具 に なり ます.ロープ や ケーブル の 輪 に 溝 が ある この 丸い 輪 は,シンプル な 設計 が 機械 的 な 利点 を 与える こと を 示し て い ます.

古代 の 建設 場 に は,作業 者 たち は 滑輪 の システム を 用い,多トン の 石 を 驚くほど 効率 的 に 上げ て い まし た.今日 も この 技術 は 同じ よう に 重要 に なっ て い ます.

• 建設:塔 の クレーン は,鋼筋 の 梁 と コンクリート を めちゃくちゃ の 高さ に 上げ て くる ため,車輪 の システム を 用いる
• 輸送:ゲントリー クレーン は 船舶 と トラック の 間 に 輸送 容器 を 移動 する
• 鉱業地下深くから鉱石を運ぶポリーシステム
• 日常 生活窓 の ブラインド から 洗濯 の ロープ まで,電球 は 日常 の 作業 を 簡単 に する

ポリは3つの主要構成で,それぞれが異なる機械的な利点を提供しています.

1固定式ポリー:機械的優位性 を 与えずに 力の方向 を 変え ます.単一の 固定 式 の 滑輪 は,直接 上昇 する よりも 引き下げ を より エルゴノミクス 的 に する.必要な力は負荷重量に等しいまま.

2移動式ポリー:機械 的 な 利点 は,重量 が 二 つ の ロープ 段 の 間 に 分け られ て いる こと から 生じ ます.

3複合型ポリーシステム複数の固定型と移動型ポリーを組み合わせることで 飛躍的な機械的利点が生まれる.追加されたポリーごとに必要な持ち力をさらに減らす.労働者が軽い労力で 超重荷を移動できるようにする.

輪輪 は 持ち上げ に 優れ て い ます が,ベルト システム は 回転 する 部品 の 間 の 電力 伝送 に 革命 的 な 変化 を 起こし ます.通常 耐久 性 の ゴム で 製造 さ れ て いる この 柔軟 な 接続 器 は,多くの 利点 を 提供 し て い ます.

• 静かな動作で最小限の振動
• 効率的な電源転送
• 内蔵ショック吸収装置
• シンプルな保守と交換

現代の応用は豊富です

• リンチ:モーター電力をリフティング・メカニズムに転送する
• ランニングミール:モーターを走路面に接続する
• 洗濯機:回転ドラムを駆動する

ベルト システム は,電輪 径 の 比 を 通し て 精密 な 速度 制御 を 可能 に し て い ます.基本 原則 に よる と,同じ 電輪 に 接続 さ れ た 時に,大きい 電輪 は,小さい 電輪 より ゆっくり 回転 する の です.エンジニアは速度比を計算する:

速度比 = 駆動式電車直径 ÷ 駆動式電車直径

例えば,120mmの駆動式滑輪が40mmの駆動式滑輪と接続されると,3:1の比率は,より小さな滑輪がより大きな滑輪を1回回転させるのに3回転しなければならないことを意味します.この原理により,機械システムにおける回転速度を正確に制御できます..

• 物理学の基本原理を証明する
• 問題を解決する実用的なスキルを身につける
• 革新的な機械的な思考を奨励する
• 学生を高度なエンジニアリングの概念に準備する

これらのシンプルで深遠なメカニズムは 新しい世代のエンジニアを 鼓舞し続けています 古代の革新が 現代技術時代に 重要であり続けていることを証明していますピラミッド を 建て た 原則 は,現在 は 摩天楼 を 建て て いる機械の発明の永続的な価値を示しています