"Жай механизмдердің пайдалы әсер коэффициентін арттыру жолдары" физика және техника саласы бойынша ғылыми жоба

«Х.Мустафина атындағы мектеп-лицейі» КММ

Жоба тақырыбы: Жай механизмдердің пайдалы әсер коэффициентін арттыру жолдары

Бағыты: физика, техника

Орындаған: ШҚО,Зайсан қаласы, Х.Мустафина атындағы мектеп-лицейінің

7 сынып оқушысы Ақылбеков Айбын

Жетекшісі: Билалова Индира Сламхановна

2020-2021 оқу жылы

Мазмұны

1.Кіріспе...................................................................................................3

2. Мақсаттары мен міндеттері..............................................................3

3. Негізгі бөлім

3.1 Алғашқы иіндіктердің тарихы............................... ........................4

3.2 Архимед және оның жаңалығы .....................................................5

3.3 Мысыр пирамидалары....................................................................6

3.4 Қарапайым механизмдердің түрлері..............................................8

3.5 Табиғаттағы және адам ағзасындағы жай механизм түрлері......10

3.6 Техникадағы және тұрмыстағы иіндіктер ...................................12

4. Практикалық бөлім

4.1 Адамның қолының иіндік жылдамдығын зерттеу ...................13

4.2 эксперименттік тапсырма ..............................................................15

5. Қорытынды ......................................................................................19

6. Әдебиеттер тізімі.............................................................................20

1. Кіріспе.

Мен өзіме сұрақ қойдым: адам 100 тонна салмақты ұстай ала ма, темірді қолмен тегістей ала ма, бала күшікке қарсы тұра ала ма? Ия, мүмкін. Салмағы бірнеше тонна болатын көлікті жүргізуші домкраттың көмегімен оңай көтереді.

Күшті түрлендіріп, қозғалыс бағытын өзгерту үшін қолданылатын құралдар механизмдер деп аталады. Жай механизмдерге мыналар жатады: иіндік, блок, шығыр, көлбеу жазықтық және оның өзге түрлері: сына, бұранда құрылыс салуда, жер өңдеу жұмыстарында, ауыр нәрселерді көтеруде көптеген құралдар қолданылады. Ондай құралдарды қолданып , адам немесе басқа да қозғалтқыштар мен машиналар күштен ұтады. Екінші сөзбен айтқанда, аз күш жұмсап, бір жұмысты тындырып істей алады.

Проблемалық сұрақ: Қарапайым механизмдердің қандай түрлері бар? Қарапайым механизмдер не үшін қажет? Табиғатта қарапайым механизмдер қай жерде кездеседі? Қарапайым механизмдер ұтыс бере ме? Қарапайым механизмдер жылдамдықты арттыра ма? Менің денмде қарапайым механизмдер бар ма?

Мақсаты мен міндеттері

Мақсаты: қарапайым механизмдерді қолданудың маңыздылығын анықтау

Қойылған мақсаттарға қол жеткізу үшін мынадай міндеттерді шешу қажет:

Адамзат қоғамының заманауи дамуы кезеңінде адамның күнделікті өміріне қажет болатын күрделі механизмдер мен құрылғылар жасап шығарылған. Көтергіш крандар, экскаваторлар, тракторлар, бульдозерлер, машиналар және басқа да құрылыс механизмдері болмаса, құрылысшылардың жұмысы қандай қиын болатынын көз алдымызға келтірудің өзі қиын-ақ. Сондай-ақ біз заманауи тұрмыстық техникасыз өмірді елестете де алмаймыз. Адамзат

көпғасырлық еңбектенудің нәтижесінде тіршілік қарекетін жеңілдететін құрылғыларды жасап шығарды және оны жетілдіріп отырады. Бұл саладағы үлкен жетістіктерге қарамастан адамдар пышақ, қайшы, күрек, иінтірек, көлбеу жазықтық, балға және басқа да құрылғыларды пайдалануды жалғастыруда .

Бұл механизмдерді пайдалану кезінде адамдар олардың пайда болу тарихы туралы ойлана да бермейді.

3.1 Алғашқы иіндіктердің тарихы

Механизмдердің пайда болу тарихы көне заманнан бастау алады. Мысалы, Таяу Шығыста 4500 жыл бұрын көтергіш құрылғы — шадуф қолданылған. Бұл құрылғы бір жақ басына жүк, ал екінші жағына шелек ілінетін иінағаш болып табылады.

Көне заманнан бізге белгілі бір әрекетті жүзеге асыру үшін бұлшық еттердің күші жеткіліксіз болғанда (мысалы, ауыр тасты көтеру үшін) адамдардың еңбегін жеңілдететін құралдар мен құрылғылар пайдаланылған. Бұл құрылғыларды жай механизмдер деп атай бастады. Демек, кез келген жай механизмді күштен ұтыс алу үшін пайдаланады. Адамның алғашқы пайдаланған жай механизмдеріне иін, көлбеу жазықтық, шығыр, сына, бұранда жатады. Адам өзінің әрі қарайғы іс-әрекетінде жай механизмдердің түрлі үйлесімін пайдалана бастады, нәтижесінде алғашқы қарапайым машиналар (бұрандалы пресс, арба, арбалет (садақ), диірмен және т.б.) пайда болды. Сонымен, жай механизмдер деп түсірілген күшті түрлендіру үшін қолданылатын құралдарды айтады. Біз адамның еңбегін едәуір жеңілдететін күрделі механизмдерді қолданамыз (экскаваторлар, бульдозерлер, сорғылар, крандар, гидравликалық престер, домкраттар). Бұл күрделі жай механизм.

Архимед біздің заманымыздан бұрын 287  жылы Сицилия аралында орналасқан  Сиракуз атты грек колониясында туылған. Оның өмірбаны туралы  Тит, Цицерон, Полбиус, Ливия, Витрувий және басқа ғалымдардың жазбаларынан білеміз.Оның әкесі, бәлкім, астроном және математик Фидий болған.  Плутарх ғалымның Сиракуз Гиерон II-нің жақын туысы болғанын айтады.

Архимед бала кезін Сиракузада өткізген болса керек. Ал жас кезінде Мысырдың Александрия қаласына оқуға барады. Бірнеше ғасыр бойы бұл қала өркениет пен ежелгі әлемнің мәдени және ғылыми орталығы болды. Бастапқы білімді ғалым әкесінен алған. Александрияда бірнеше жыл өмір сүрген Архимед Сиракузаға оралады және өмірінің соңына дейін сонда өмір сүреді.

Ғалым механикалық құрылымдарды белсенді түрде жасауға кірісті. Ол рычагтың егжей-тегжейлі теориясын шығарды. Және осы теорияны практикада тиімді қолдана білді. Атап айтқанда, осы саладағы білім негізінде Сиракуз портында бірқатар блоктаушы механизмдерді жасады. Бұл құрылғылар жүк көтеруді және ауыр жүктерді жылжытуды жеңілдетті. Бұл порт әрекеттерін жылдамдатуға және оңтайландыруға мүмкіндік береді. Мысырда әлі күнге дейін суды ағызу үшін  «архимед бұрандасы» қолданылады.

 3.3 Мысыр пирамидалары

Пирамидалар – ең қарапайым әдіспен адам қолымен жасалған таулар. Гиза қаласындағы пирамидалардың б.з.д. 3000 жылдарда салынғаны, Хеопс, Хефрен және Микерин есімді перғауындардың атымен аталатыны белгілі. Пирамидалар орналасқан Гиза аймағы құнарсыз, шөл дала болып табылады. Ол кезде ол жерде ел қоныстанбағандықтан, перғауындар жоғарырақта, Мемфис, Люксор және Карнак қалаларында тұратын болған. Ғалымдар, пирамидалардың соғылуы үшін 100 000 адамның 660 жыл жұмыс істеуі керек дейді. Спутниктік фотосуреттерге қарағанда, пирамидалардың жәй қарапайым ғимарат емес екені байқалады. Үлкен пирамидалардың бұрыштары Ніл дельтасын екі бірдей бөлікке бөліп тұр. Патша бөлмесіне жылына 2 рет қана күн түседі. (Туылған күні және таққа отырған күні). Бұдан бөлек, пирамидалар 3-4-5 пропорциясына (пифагор теориясына) сай етіп жасалған. Үлкен пирамида мен жердің центрі арасындағы қашықтық, Солтүстік полюс арасындағы қашықтықпен бірдей. Биіктігін миллиардқа көбейткенде күнге дейінгі ара-қашықтықты береді. Яғни ол кездегі адамдар астрономияны, жағрафияны жақсы білген. Сәулет өнерінде де маман болған, пирамиданың биіктігі 210 қабат. Тарихшы Гередоттың айтуы бойынша, құрылыс материалдарын жоғарыға шығару үшін 925 метрұзындықта, ені 19 метр болатын бір кран тәріздес сырық жасалған. Бұл сырықтың да соғылуы ең аз дегенде 10 жылға созылады. Хеопс пирамидасы ауырлықтары 60 тонна мен 3 тонна арасында болатын 2 300 000 дана блок тастан жасалған. Ені 227 метрболатын шаршы негізінде құрылған. Пирамиданың ортасында, жоғарыдан шамамен 100 метртөменде перғауын бөлмесі бар және тек төрт қабырға ғана. Хеопс пирамидасының тастары 3 метрбиіктігіндегі бір қабырға халіне келтірілсе, бұл қабырғамен бүкіл Францияны қоршауға болады екен. (Наполеон есептетіпті.) Пирамиданың 20 жылда біткені айтылуда. Ол үшін, Нілдің суы көтерілген маусымда, күніне 4000 блок тасылуы керек. 60 миллион тонна тастың тасымалдануы үшін 1000 қайық қажет. Қолмен тегістеліп, жылтыратылған 460 000 таспен қапталған. Бұлар ұқыпты орналастырылғаны соншалық, тіпті араларына темекінің қағазы да симайды екен. Пирамидаларға біреулер әуе жолдары үшін бір белгі деп, біреулер геологиялық тербелістермен резонансқа кіре алатын бір энергия орталығы деп, ал ендігі біреулер тарихқа бағыт беретін бір архив деп сенеді. 

Мысыр пирамидалары сәулет өнерінің бір кездердегі жаңалығы саналады. Сол замандарда-аө осындай зәулім пирамидалардың ешқандай технологияларсыз салынуы өте таңқаларлық. Ең алдымен, пирамида - бұл идеологиялық, діни ұстанымдарды өзіне шоғырландыратын, бұл әлемдегі құдайдың болуының нышаны. Пирамиданың мәдениетінде патша да бір орын алған. Егер дереккөздерге сенсек, онда пирамида Ра-Атум құдайы мен Хатхор құдай анаға, ал үшінші орын патшаға тиесілі болған. Бұл пирамиданы не бейнеленгенін түсіну үшін осы құдайлардың бір-бірімен қарым-қатынасын түсіну керек. Ра құдайы - бұл әлемді жаратқан адам, күн құдайы.  Хатхор - оның жұбайы. Олардың ұлы – патша Хор және бұл патша осы жүйеде өзіне тиесілі орынды алады. Ол сондай-ақ осы құдайлармен бірге айтылады.

Жыл сайын миллиондаған ту­ристерді Мысырға қарай магнитше тар­татын «Әлемнің жеті кереметінің» бірі бұл пирамидалар саны Мысырда 118. Ніл өзенінің солтүстік батыс жағалауына шашырай орналасқан бұл пирамидалардың ең көнесі – Джосер пирамидасы. Бұл пирамиданың негізі осыдан 5000 жыл бұрын қаланған. Бұл ғимараттың құрылысын Имхотеп атты шебер басқарған. Ал, Мысыр пирамидаларының ең үлкені Гиза даласында орналасқан Хеопс пирамидасы. 20 жыл салынған бұл пирамидаға салмағы 2,5- 3 тоннаға жететін 2 млн 300 мың тас кірпіш жұмсалған. Оның ішінде орналасқан «патша бөлмесінде» салмағы 80 тоннаға жететін алып кірпіштер де бар. Бұл пирамиданың биіктігі 146,6 м, әр қырының ұзындығы 230 метрді құрайды. Сол сияқты пирамидалардың Америка материгінде барын да біз бұрыннан білеміз. Әсіресе, қазіргі Мексика жерін б.з V-X ғасырларында мекен еткен Майя тайпасының салдырған пирамидалары ерекше. Майялықтар ғажайып құрылыстар салумен бірге ғылым- білімнің шырқау биігіне көтерілген. Әсіресе, олардың математика, астрономия, астрология саласында жеткен жетістіктері таң қаларлық. Майялықтар бұдан 1000 жыл бұрын жасаған күнтізбенің сырын толық ашуға қазіргі заман ғылымының өзі дәрменсіз. Ал, енді, Қытай еліндегі пирамидалар туралы біз енді-енді естіп жүрміз. Себебі, қытайлықтар бұл өлкені әлі күнге дейін жабық, жасырын ұстайды екен. Бұл өлкеге шетелдіктердің баруына тыйым салынған. Көне папирусты америкалық Марк Ленер бастаған археологтар тобы тапқан. Папируста ежелгі мысырлықтар 2, 5 тонналық тастарды 800 шақырым жерден қалай тасығандықтары жайында жазылған. Папирусты өз кезінде Хеопс пирамидасын салу жұмыстарының бір бөлігін басқарған Марет есімді адам жазған. Марк Ленердің айтуынша, папируста ежелгі Мысыр халқының бірнеше тонналық тастарды Ніл өзенімен ағаш қайықтар арқылы арнайы қазылған су каналдар арқылы, қазіргі Хеопс пирамидасы аумағына дейін алып келгені жайында жазылған. Гиза пирамидалар топтамасына кіретін Хеопс, Хефрен, Микерин пирамидалары осыдан 4,5 мың жыл бұрын салынған. Оның қалай салынғаны жайында осыған дейін түрлі болжамдар жасалған болатын. Бірақ оның барлығы қандай да бір делелсіз айтылып келген еді. Енді, «осы пирамидаларды кімдер салған» деген сұрақ туатыны заңды. Кейбіреулер ешқандай дәлелі болмаса да бұл пирамидаларды жат планеталықтар салған дейді. Айтатын дәлелі ең кішісі 2,5 тоннадан 80 тоннаға дейін жететін тастарды мынандай дәлдікпен қалау адам баласының қолынан келуі мүмкін емес дейді. Ал, Еуропалық ғалымдар б.д.д 359 жылы ежелгі грек ғалымы Платон жазып кеткен атланттар салған дегенді айтуға құмар. Платон және бір грек ғұламасы Солоннан естідім деп ғажайып өркениетке қол жеткізген Атлантида туралы айтады. Оның айтуынша, атланттар аса зор болған.Ірі пирамидалар тұрғызған. Сонда өмір сүрген. Ғажайып теxнологияларға қол жеткізген. Жеті қат жердің астын һәм жеті қат көк аспанды да зерттеген. Суға сүңгіген, көкке ұшқан. Олар өмір сүрген мекен жұмақпен бірдей болған. Бірақ, кездейсоқ оқиғадан кейін (табиғат апаты болуы керек) Атлантида өркениеті жойылған. Атлантиданың астанасы Атлас қаласы болған. Платонның жазуынша атланттар аралда өмір сүрген. Бірақ, ол мемлекет қай жерде өмір сүрген, ол Арал мен Атлас қаласы қайда? Бұл туралы ешнәрсе айтылмаған. Қазір Еуропа ғалымдары осы Атлан­тиданың қалдығын іздеп әуре. А) Осыдан бірнеше жыл бұрын Батыс ғалымдары ғарыштан түсірілген сурет арқылы Испания жағалауынан батып кеткен аралды, ондағы аса үлкен ғимараттардың сұлбасын көрген. Мүмкін, «Атлантиданың астанасы Атлас қаласы осы болар» деп зерттеу жұмысын бастап кетіпті. Б) Ал, биыл орыс ғалымдары Қырымнан тапқан жеті пирамида мен Севастополь маңындағы Федюн жотасынан табылған алаңқай орнын Атлас қаласының орны болуы мүмкін дейді. Дәлелі Федюн жотасындағы қала орны мен Платон айтқан Атлас қаласының үлкендігі (925м) дәл келеді. Орыс ғалымдары Атлантиданы осы жерден Қара теңіз түбінен іздеген жөн дейді. В) Ал, Америка ғалымдары Куба жағалауындағы Бермуд үштағанынан табылған суасты қаласының қалдығын Атлантида туралы айтылғандарға дәл келеді деп есептейді. Себебі, арал табиғи апаттан суға батып кеткен.

3.4 Қарапайым механизмдердің түрлері

3.5 Табиғаттағы және адам ағзасындағы жай механизм түрлері

3.6 Техникадағы және тұрмыстағы жай механизмдер

Практикалық бөлім

4.1 Адамның қолының иіндік жылдамдығын зерттеу

Мен өз қолымда күштердің иінін өлшедім. Қолдың тепе-теңдік жағдайынан салмағы 5 кг жүкті тепе-теңдікте ұстауға арналған қол бұлшықеттерінің күші .

Қорытынды: адамның қолы иіндік күштен 8 есе ұтылады, бірақ жылдамдықтан ұтады.Қол-жылдамдық иіндігі.

Эксперимент жасау

Шығыр (блок) — айналу осіне қатысты айналатын науасы бар доңғалақ. Науа арқылы жіп, арқан немесе тросс тасталады. Шығырдың жылжымалы және жылжымайтын екі түрі бар. . Жылжымайтын шығырдың иіндері тең болғандықтан, ол күштен ұтыс бермейді. Жылжымайтын шығырды әрекет етуші күштің бағытын өзгерту үшін қолданады. Оны басқа жай механизмдермен үйлестіре отырып қолдану ыңғайлы. Күштен ұту үшін жылжымалы шығырды пайдаланады. Жылжымалы шығырдың осі жүкпен бірге көтеріледі немесе төмен түседі. Жылжымалы шығырды да иіндері R және 2R болатын иінтірек ретінде қарастыра аламыз Қарастырылып отырған жағдайда айналу осі А нүктесінен өтеді, мұндағы күштердің иіндері АO = R және АВ = 2R (5.27, б-сурет). Онда жылжымалы блокқа қатынасын қолданып F2 F1 = 2R R = 2 аламыз. Демек, кез келген жылжымалы шығыр күштен екі есе ұтыс береді. Шығырдың түрлері Жылжымайтын Ось бекітілген, қозғалмайды. Күштен ұтпайды: F1 = F2. Күштің бағытын өзгертеді. 2 айналатын және 2 айналмайтын блоктардың көмегімен жүкті көтеру.

.

Қорытындылай келе:көтергіш крандар, экскаваторлар, тракторлар, бульдозерлер, машиналар және басқа да құрылыс механизмдері болмаса, құрылысшылардың жұмысы қандай қиын болатынын көз алдымызға келтірудің өзі қиын-ақ. Сондай-ақ біз заманауи тұрмыстық техникасыз өмірді елестете де алмаймыз.Сондықтан жай механизмдердің түрлерін одан әрі дамыту керек деп ойлаймын.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Я.И Перельман «Қолданбалы физика» книга 2, ТРИАДА-ЛИТЕРА Москва, 1994 ж

2. У. Қ. Тоқбергенова, Б. А. Кронгарт «Физика» 7 – сынып оқулығы «мектеп» баспасы 2017 ж

3. 2.  Голин Г. М., Филонович С. Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX века). – М.:

4. 3. ГальперштейнЛ. М., Забавная физика, 1993 год

5. 4. Горев Л. А. Занимательные опыты по физике, 1995 год