Từ thời xa xưa thì để tiết kiệm lực để vận chuyển hoặc dịch chuyển đồ vật ông cha ta đã biết dùng đến những máy cơ đơn giản. Vậy có những loại máy cơ đơn giản nào, công dụng ra sao? Hãy cùng THPT Sóc Trăng books tìm hiểu trong chuyên mục Vật Lý 6 trong bài học ngay dưới đây.
Tìm hiểu máy cơ đơn giản
Máy cơ đơn giản là gì?
Được biết đến là một thiết bị cơ học có chức năng biến đổi lực về hướng cũng như độ lớn, máy cơ đơn giản hay còn gọi là máy đơn giản thường được tạo nên từ những cơ chế đơn giản nhất. Tuy đơn giản nhưng các loại máy này vẫn đảm bảo được hiểu suất để biến đổi lực. Người ta hay gọi sự biến đổi lực dạng này là đòn bẩy về lực.
Có những loại máy cơ đơn giản nào?
Như đã trình bày từ trước thì máy cơ đơn giản đã được con người ta sử dụng từ rất lâu trong đời sống. Có khá nhiều biến thể và tên gọi của các loại này nhưng qui chung lại thì chia thành 6 loại bên dưới như sau:
- Bánh xe và trục quay
- Đòn bẩy
- Mặt phẳng nghiêng
- Ròng rọc
- Đai ốc
- Nêm
Tuy nhiên, trong chương trình vật lý lớp 6 thì chúng ta chỉ tìm hiểu 3 loại: Đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng và ròng rọc. Hãy cùng theo dõi phần dưới đây để hiểu được cấu tạo cũng như công dụng của 3 loại máy này.
Công dụng của máy cơ đơn giản
Mặt phẳng nghiêng
Trong khi kéo vật lên trên theo phương thẳng đứng phải cần một lực lớn hơn trọng lượng của vật thì mới kéo được. Tuy nhiên khi sử dụng mặt phẳng nghiêng ta chỉ cần một lực nhỏ hơn hoặc bằng. Việc sử dụng mặt phẳng nghiêng mang lại công dụng như sau:
- Dùng mặt phẳng nghiêng có thể kéo hoặc đẩy vật lên với lực nhỏ hơn trọng lượng của vật. Công dụng này thường được ứng dụng trong các hoạt động ngoài trời, hiện tượng xe lầy, người ta phải tự tạo một mặt phẳng nghiêng khi không có đủ lực để kéo lên.
- Tính chất mặt phẳng nghiêng: Mặt phẳng nghiêng càng ít thì lực cần đẩy để tạo mặt phẳng nghiêng đó càng nhỏ.
Một trong những ứng dụng cực kì lớn của mặt phẳng nghiêng trong cuộc sống là xây dựng kim tự tháp Ai Cập. Kim tự tháp Ai Cập là một trong những kì quan lớn nhất thế giới thời bấy giờ với chiều cao khoảng 138 m được xây dựng bằng hơn 2300000 tảng đá, mỗi tảng nặng khoảng 25000N. Chính nhờ mặt phẳng nghiêng mà người ta có thể kéo lê những tảng đá này để xếp thành kim tự tháp
Đòn bẩy
Mỗi đòn bẩy đều có:
- Điểm tựa là O
- Điểm tác dụng của lực F1 là O1
- Điểm tác dụng của lực F2 là O2
Tính chất: Khi OO2 > OO1 thì F2 < F1
Ứng dụng tiêu biểu nhất của đòn bẩy là giúp làm giảm lực kéo, lực đẩy lên vật, đặc biệt là các vật có khối lượng lớn, lực không đủ. Trong cuộc sống đòn bẩy có thể giúp ta trong nhiều công việc như: chèo thuyền, nhổ đinh, dùng xe cút kít đẩy vật liệu chơi bập bênh,…
Ròng rọc
Ròng rọc chia thành hai loại chính là ròng rọc cố định và ròng rọc động. Ròng rọc cố định có chức năng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo lực trực tiếp. Ròng rọc động có chức năng làm lực kéo vật lên nhỏ hơn trọng lượng của vật.
Trong thực tế người ta thường sử dụng thiết bị Palang, đây là một thiết bị gồm nhiều ròng rọc nối với nhau làm giảm về độ lớn của lực và còn giúp lực thay đổi hướng, thuận tiện hơn khi kéo vật lên.
Bài tập trắc nghiệm vận dụng
Câu 1: Trong các ý dưới đây, ý nào không có sự ứng dụng động cơ đơn giản vào thực tế:
a. Xà beng nhổ đinh
b. Ròng rọc kéo cờ lên cột cờ
c. Một học sinh thả một quả bóng rơi xuống dưới nền nhà
d. Mặt phẳng nghiêng giúp dắt xe vào nhà dễ dàng hơn
Đáp án:
Trường hợp a là ứng dụng của đòn bẩy
Trường hợp b là ứng dụng của ròng rọc
Trường hợp d là ứng dụng của mặt phẳng nghiêng
Trường hợp c chỉ đơn thuần là tính chất của sự rơi tự do. Do đó câu này đáp án đúng là C. Một học sinh thả một quả bóng rơi xuống dưới nền nhà
Câu 2: Chọn đáp án sai cho phát biểu sau đây:
Dưới đây là mốt số lợi ích của máy cơ đơn giản cho con người
a. Giảm thiểu hao phí sức cho lao động
b. Tăng năng suất lao động
c. Gây khó khăn và cản trở công việc
d. Thực hiện công việc một cách dễ dàng hơn.
Đáp án:
Máy cơ đơn giản mang lại những lợi ích cho con người như giảm hao phí, tăng năng suất lao động giúp công việc trôi chảy, nhanh chóng hơn.
Do đó câu này chọn phương án C. Gây khó khăn và cản trở công việc
Câu 3: Dụng cụ nào dưới đây không phải là một máy cơ đơn giản (máy đơn giản)
a. Cái bấm móng tay
b. Cái kìm
c. Cái thước dây
d. Cái búa nhổ đinh
Đáp án:
Cái kìm, cái búa nhổ đinh và cái bấm móng tay đều là các vật dụng có ứng dụng của đòn bẩy – là một loại máy cơ đơn giản
Chọn đáp án C. Cái thước dây, vì đây chỉ là một công cụ để đo lường độ dài và không có bất kì ứng dụng nào của máy cơ đơn giản
Câu 4: Cái thang xoắng là ứng dụng của máy cơ đơn giản nào dưới đây?
a. Đòn bẩy
b. Mặt phẳng nghiêng
c. Ròng rọc
d. Mặt phẳng nghiêng phối hợp với ròng rọc
Đáp án:
Chọn đáp án B. Mặt phẳng nghiêng
Thường thì học sinh sẽ phân vân đáp án D, tuy nhiên đây là một đáp án phải bị loại trừ bởi lẽ không có bất kì yếu tốt nào liên quan đến máy cơ đơn giản là ròng rọc.
Máy cơ đơn giản có ứng dụng rất lớn trong đời sống hàng ngày. Mặc dù thời nay cuộc sống hiện đại có nhiều loại máy phức tạp, đa chức năng hơn nhưng những ứng dụng của máy đơn giản vẫn giúp ích trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta.
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo dục
I - ĐỊNH LUẬT VỀ CÔNG
Không một máy cơ đơn giản nào cho lợi về công, được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.
II - CÁC LOẠI MÁY CƠ ĐƠN GIẢN THƯỜNG GẶP
- Ròng rọc cố định: Chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực.
- Ròng rọc động: Khi dùng một ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực thì thiệt 2 lần về đường đi.
- Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thiệt về đường đi.
- Đòn bẩy: Lợi về lực, thiệt về đường đi hoặc ngược lại.
III - HIỆU SUẤT CỦA MÁY CƠ ĐƠN GIẢN
Trong thực tế, ở các máy cơ đơn giản bao giờ cũng có ma sát. Vì vậy, công mà ta phải tốn \(\left( {{A_2}} \right)\) để nâng vật lên bao giờ cũng lớn hơn công \(\left( {{A_1}} \right)\) dùng để nâng vật khi không có ma sát, đó là vì phải tốn một phần công để thắng ma sát.
Công \({A_2}\) là công toàn phần, công \({A_1}\) là công có ích.
Hiệu suất của máy: \(H = \dfrac{{{A_1}}}{{{A_2}}}.100\% = \dfrac{{{A_{ich}}}}{{{A_{tp}}}}.100\% \)
Vì \({A_2}\) luôn lớn hơn \({A_1}\) nên hiệu suất luôn nhỏ hơn \(100\% \)
Trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi “Lợi ích của máy cơ đơn giản là gì?” và phần kiến thức tham khảo là tài liệu cực hữu dụng bộ môn Vật lí 6 cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo.
Trả lời câu hỏi: Lợi ích của máy cơ đơn giản là gì
Lợi ích của máy cơ đơn giản là: giúp ta di chuyển 1 vật với lực nhỏ hơn trọng lượng của nó.
Kiến thức tham khảo về máy cơ đơn giản
1. Máy cơ đơn giản là gì?
Máy cơ đơn giản(haymáy đơn giản) là một loaithiết bịcơ họcdùng để thay đổihướnghoặc độ lớn củalực.
Nó là những mô hình đơn giản nhất để sử dụng những lợi thế của cơ học để tăng độ lớn của lực sản sinh ra và giảm độ lớn của lực tác dụng lên.
Các máy cơ đơn giản được sử dụng để di chuyển, đưa vật lên cao một cách đơn giản, an toàn hơn. Thay vì chúng ta tự dùng sức lực của mình để thực hiện hành động. Thì chúng ta có thể giảm bớt sức của bản thân trong việc kéo vật lên cao nhờ máy cơ đơn giản. Mô hình chung, các loại máy cơ giúp đỡ con người đưa vật lên cao đều được phát triển từ máy cơ đơn giản.
2. Các loại máy cơ đơn giản
- Cácloạimáy cơ đơn giản thườnggặp:
Đòn bẩy
Đòn bẩy cũng là một trong các loại máy cơ đơn giản có cấu tạo không quá phức tạp mà đem đến tác dụng tốt. Đòn bẩy là một vật rắn sử dụng một điểm tựa hay còn gọi là điểm quay. Điểm này giúp biến đổi lực của một vật tác dụng lên một vật khác. Chắc chắn khi học đến bài máy cơ đơn giản trong vật lý 6. Các em sẽ được nghe về câu nói nổi tiếng của Archimedes. Archimedes đã từng nói: “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nâng bổng Trái Đất lên”. Đòn bẩy và quy tắc của đòn bẩy được sử dụng rất nhiều trong các loại máy cơ hiện nay.
Từ thời xa xưa, ông cha ta đã biết cách sử dụng đòn bẩy để nâng một vật khác lên cao. Điều này đem đến nhiều kết quả tốt trong thực tế. Đòn bẩy thời xưa còn được sử dụng trong quân đội. Ngày nay, máy cơ đơn giản đều được thiết kế đặc biệt hơn. Những chiếc máy này dùng phục vụ những công việc trong cuộc sống hằng ngày. Các em nên tìm hiểu sâu hơn về từng loại máy cơ đơn giản để hiểu hơn về chủ đề này. Điều này cũng giúp các em làm bài tập ví dụ thực tế dễ dàng hơn.
Mặt phẳng nghiêng
Mặt phẳng nghiênglà một trong số những loại máy cơ đơn giản được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống hằng ngày. Mặt phẳng nghiêng có thể hiểu đơn giản là một tấm ván đặt nghiêng dùng để đưa vật lên cao. Nó là một mặt phẳng với điểm đầu và điểm cuối có độ cao khác nhau. Thông thường, khi chúng ta di chuyển một vật lên cao với phương thẳng đứng sẽ tốn rất nhiều sức. Tuy nhiên nếu sử dụng mặt phẳng nghiêng thì lực dùng để di chuyển vật lên cao sẽ nhỏ hơn.
Điểm trừ của việc sử dụng mặt phẳng nghiêng – một trong những các loại máy cơ đơn giản chính là quãng đường di chuyển vật sẽ dài hơn. Hiệu suất cơ học của mặt phẳng nghiêng chính là tỉ lệ chiều cao chia cho độ dài của mặt phẳng nghiêng. Điều này cũng được giải thích bằng hàm lượng giác của toán học. Mặt phẳng nghiêng giúp chúng ta di chuyển một vật lên vị trí cao hơn một cách nhẹ nhàng.
Ròng rọc
Khác với mặt phẳng nghiêng, ròng rọc đơn giản được cấu tạo bởi khối trụ kim loại, giá đỡ, ròng rọc, dây kéo. Ròng rọc được chia thành hai loại là ròng rọc cố định và ròng rọc động. Ròng rọc cố định không làm thay đổi độ lớn của lực kéo nhưng đem đến lợi ích về chiều. Các bạn có thể dễ dàng đưa vật lên cao dù đứng cùng vị trí của vật ban đầu. Trong trường hợp này, ròng rọc cố định đem đến cường độ lực là như nhau F=P.
Ròng rọc động sẽ đem đến lợi về cường độ lực. Ròng rọc động không giúp thay đổi về chiều nhưng có thể được lợi 2 lần về lực. Chúng ta có thể hiểu đơn giản về điều này. Lực chúng ta dùng đế kéo vật lên cao chỉ bằng ½ trọng lượng của vật. Đây chính là tác dụng cực kỳ tốt mà ròng rọc động đem đến. Hầu hết loại máy cơ đơn giản đều đem đến lợi ích trong lực kéo hoặc hướng kéo. Trong thực tế cuộc sống, ròng rọc được sử dụng rất nhiều.
Tuy nhiên, hiện nay, chúng ta đã có thể sử dụng một số loại máy nâng khác để di chuyển vật lên cao thuận tiện hơn. Máy cơ đơn giản vẫn được sử dụng trong các công trình xây dựng. Sử dụ
Mỗi máy cơ đơn giản chỉ cần một lực tác dụng duy nhất để sinh ra một lực mới. Trong điều kiện lý tưởng không có ma sát thì lực sinh ra bằng hoặc tỉ lệ với lực tác dụng lên máy đơn giản đó. Nếu lực sinh ra lớn hơn lực tác động thì quãng đường vật di chuyển sẽ nhỏ hơn quãng đường lực di chuyển theo tỉ lệ nghịch, từ đó phát minh ra 'công cơ học', rồi phát minh ra 'Định luật bảo toàn công cơ học'
3. Định luật về công
"Khi ta thực hiện công trực tiếp vào một vật thì công đó luôn không đổi khi sử dụng bất kỳ một máy cơ đơn giản nào. Công thực hiện phụ thuộc vào hai yếu tố là lực tác dụng và quãng đường lực đi theo tỉ lệ thuận". Trên thực tế công thực hiện khi sử dụng máy cơ đơn giản sẽ lớn hơn công thực hiện trực tiếp do phải thực hiện thêm công để thắng ma sát.
- Bài 3: Oxi - Không khí
- Bài 4: Hidro - Nước
- Bài 16: Áp suất
- Bài 17: Lực đẩy Ac-si-met và sự nổi
- Bài 18 : Công cơ học và công suất
- Bài 19 : Định luật về công
- Bài 20 : Cơ năng
Khi sử dụng máy cơ đơn giản thì loại máy nào cho ta lợi về công?
Hãy chọn câu trả lời đúng.
Không loại máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công.
Khi dùng các máy cơ đơn giản có lợi gì ?