Природні та штучні системи в середовищі життя людини
Тема 3. Рукотворні системи
§21. МАШИНИ ТА ЇХ РОЛЬ У ЖИТТІ ЛЮДИНИ
Спочатку людина винайшла прості механізми для полегшення своєї праці. Користуючись цими нескладними знаряддями, вона постійно їх удосконалювала. Так з’явилися складні механізми, а з часом і машини.
Що називають машинами і з чого вони складаються
Пилосос і холодильник, літак і підйомний кран, ткацький верстат і комбайн, велосипед і автомобіль – усе це приклади
Машин. Зверніть увагу на те, що, незважаючи
Мал. 116. Основні частини рукотворної системи – гелікоптера: 1 – двигун; 2 – робочий орган; 3 – механізм
Робочі органи машин можуть бути різними. У гелікоптера – пропелер, у екскаватора – ківш, у велосипеда – колеса. Назва робочий орган свідчить про те, що ця частина допомагає людині виконувати ту роботу, задля якої машину створили.
Призначення двигуна – перетворювати один вид енергії на інший. У двигунах таких машин, як автомобіль, мотоцикл, трактор, хімічна енергія палива перетворюється на теплову, а потім на механічну.
Двигуни пилососа, пральної машини перетворюють електричну енергію, що надходить до них із електромережі, на механічну. Всі двигуни, зокрема й електродвигуни, під час роботи нагріваються. Це означає, що частина спожитої енергії перетворюється на теплову.
У велосипеда або ручної м’ясорубки двигуна немає. Чому ж їх також називають машинами? Тому що роль двигуна у них відіграє людина, витрачаючи на виконання роботи свою енергію.
Робочий орган і двигун з’єднані між собою механізмом. У багатьох машин – це прості механізми (важіль, блок, ланцюг, пасок) або їх поєднання. Так, механізм велосипеда є поєднанням таких простих механізмів: важіль, вісь, зубчасте колесо (шестерня), ланцюг (мал. 117).
Мал. 117. Механізм велосипеда: 1 – ланцюг; 2 – зубчасте колесо; 3 – вісь; 4 – важелі
Досягнення у створенні машин
До сучасних досягнень людини в удосконаленні машин можна віднести об’єднання кількох машин в одну. Прикладом таких машин є комбайни, без яких не обійтися під час збирання врожаю зернових культур і цукрових буряків, добування вугілля і навіть на кухні. Так, зернозбиральний комбайн (мал. 118) поєднує жниварку (скошує зернові рослини), молотарку (обмолочує рослини), віялку (очищує зерно), транспортер (переміщує зерно на вантажівку), скиртоукладач (збирає солому у скирти).
Мал. 118. Зернозбиральний комбайн – поєднання кількох машин
А чи можна поєднати в одній машині телевізор, магнітофон, калькулятор, телефон, друкарську машинку? Виявляється, таким поєднанням є комп’ютер (мал. 119). Він допомагає нам вчитися, працювати, відпочивати. За лічені секунди комп’ютер виконує мільярди арифметичних дій, обробляє інформацію, необхідну для складання прогнозу погоди тощо. Попередником сучасних комп’ютерів була електронно-обчислювальна машина. Одну з перших електронно-обчислювальних машин побудовано в Києві у 1951 р. під керівництвом академіка С. О. Лебедева. Мільйони комп’ютерів, розташованих у різних країнах, об’єднані між собою за допомогою телефонного зв’язку в цілісну систему – Інтернет. Завдяки їй стало можливим спілкування людей у різних куточках нашої планети.
Мал. 119. Комп’ютер
Які матеріали та речовини використовують для виготовлення машин
Перші найпростіші пристрої і механізми людина виготовляла з каменю, а також із матеріалів рослинного і тваринного походження: деревини, сухожиль, кісток, шкіри тварин тощо. З винайденням способів добування металів з руд почали використовувати мідь, залізо та інші метали.
Нині добувають і використовують багато металів, а ще більше їхніх сумішей, які називають сплавами. Це дало змогу збільшити міцність і надійність машин та створити сучасні машини й механізми. Проте метали, які використовують у машинобудуванні, здатні руйнуватись, зокрема іржавіти, а виготовлені з них машини чи механізми важкі.
Нині в машинобудуванні використовують створені людиною матеріали, які за міцністю, довговічністю та іншими цінними властивостями перевершують метали. Це пластмаси, каучуки, гума, скло, скловолокно та інші. Завдяки їм сучасні машини можуть працювати при високих і низьких температурах, глибоко під водою, в космосі тощо.
Підсумки
Машини – це пристрої, що виконують корисну для людини роботу і при цьому перетворюють один вид енергії на інший.
Основними частинами кожної машини є робочий орган, двигун, механізм.
Сучасні машини – це величезне досягнення людини, що стало можливим завдяки її невтомним пошукам і праці.
У машинобудуванні використовують метали, пластмаси, гуму, скло та багато інших речовин і матеріалів.
Сторінка природодослідника
Виконайте завдання. Проведіть спостереження за роботою машин та опишіть їх результати.
Для виконання цього завдання вам необхідно ознайомитися з роботою доступних для спостереження кількох різних машин (наприклад, автомобіля, мотоцикла, швейної машинки, м’ясорубки) та з’ясувати, за допомогою якої енергії вони працюють, на який вид енергії вона перетворюється, що є робочим органом машини, а що – механізмом.
Результати спостережень запишіть у таблицю.
Назва Машини | На якій енергії працює | Перетворення енергії під час роботи машини | Робочий орган машини | Механізм Машини |
Сторінка ерудита
Нинішнє життя людини неможливе без виробів машинобудування. В Україні виробляють різноманітні машини й механізми. Легкові автомобілі виготовляють у Запоріжжі й Луцьку, вантажні – у Кременчуці. Автобуси виробляє Львівський автозавод, а мотоцикли – Київський мотоциклетний завод.
Судна будують у Миколаєві, Керчі, Севастополі, Києві. Найбільші заводи з виробництва сільськогосподарських машин розташовані у Харкові, Дніпропетровську, Тернополі, Херсоні, Бердянську.
В усьому світі користуються попитом вироби авіаційної та космічної галузей, заводи з виготовлення яких розташовані в Києві, Дніпропетровську та Харкові. Україна є потужним виробником сучасних військових машин.
Перевірте свої знання
1. Що називають машинами? Наведіть приклади машин, які використовують: а) у побуті; б) на виробництві; в) на транспорті.
2. Перелічіть основні складові частини машини. 3. З яких речовин і матеріалів виготовляють машини? 4*. Наведіть якомога більше прикладів машин, що одночасно виконують кілька функцій. Відповідь обгрунтуйте.
(2 votes, average: 2,50 out of 5)