☰ Содержание · Физика

Передача движения и тело, брошенное горизонтально

Уроки 5–6 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
5

Передача вращательного и поступательного движения

Учебник: с. 14–16
ЦельПрименять фрикционный, ременный и зубчатый способы передачи вращения и их формулы.
Новые слова
фрикционная передача · friksion uzatishременная передача · tasmali uzatishзубчатая передача · tishli uzatishведущее колесо · yetaklovchi g‘ildirak
Объяснение

В машинах вращение передаётся от одного колеса к другому. При фрикционной передаче два колеса прижаты друг к другу, и трение заставляет второе вращаться в противоположную сторону; при ременной передаче колёса (шкивы) соединены туго натянутым ремнём. В обоих случаях при отсутствии проскальзывания линейные скорости на ободах равны: υ₁ = υ₂, то есть ω₁R₁ = ω₂R₂, поэтому ω₁/ω₂ = ν₁/ν₂ = R₂/R₁: меньшее колесо вращается быстрее. При зубчатой передаче число зубьев, проходящих через точку контакта в единицу времени, одинаково: N₁ν₁ = N₂ν₂, поэтому ν₁/ν₂ = N₂/N₁. Колёса, закреплённые на одной оси, имеют одинаковую угловую скорость, а их линейные скорости пропорциональны радиусам. Зубчатая передача не проскальзывает и передаёт большую мощность; фрикционная подходит только для малой мощности. Швейная машина и кривошипно-шатунный механизм двигателя преобразуют вращение в возвратно-поступательное движение.

Примеры
У ведущего шкива R₁ = 10 см, у ведомого R₂ = 30 см, и первый делает 600 оборотов в минуту. ν₂ = ν₁R₁/R₂ = 600·10/30 = 200 об/мин.
Шестерня с N₁ = 20 зубьями делает 15 оборотов в секунду и сцеплена с шестернёй с N₂ = 60 зубьями. ν₂ = N₁ν₁/N₂ = 20·15/60 = 5 об/с; вторая шестерня вращается медленнее, но даёт больший вращающий момент.
Работа в классе

Только вместе с учителем: сосчитайте зубья на ведущей звёздочке педалей велосипеда и на задней звёздочке и вычислите их отношение (не трогайте цепь; велосипед должен стоять на месте). Предскажите, сколько оборотов сделает заднее колесо за один оборот педалей.

Упражнения
1
При ременной передаче какая величина одинакова на ободах обоих шкивов?
2
Шестерня с N₁ = 12 зубьями и ν₁ = 10 с⁻¹ сцеплена с шестернёй с N₂ = 40 зубьями. Чему равно ν₂ в с⁻¹?
3
Фрикционные колёса: R₁ = 6 см, R₂ = 24 см. Если ω₁ = 20 рад/с, чему равна ω₂ (рад/с)?
4
Почему при зубчатой передаче большая шестерня вращается медленнее?