Механика простых вещей

Механика простых вещей

Эскалатор

Что делает: высота ступени у эскалатора больше, чем у простой лестницы — так как по нему вовсе не обязательно ходить пешком. Но при приближении к выходу ступени становятся все ниже, а после этого и вовсе преобразовываются в ровный пол.

Как трудится: любая ступень в сечении является треугольником . Об один из его углов мы можем в спешке споткнуться, второй первым уходит под пол, в то время, когда мы приближаемся к концу эскалатора (назовем его «дальним»), а третий прячется где-то внизу за следующей ступенью (он будет «нижним»). «Дальние» углы всех ступеней шарнирно прикреплены к звеньям двух огромных цепей, натянутых под полом. Вся лестница напоминает гусеницу танка.

Отчего же ступени, растянутые между цепями, не болтаются вольно, как маятники?

Все дело в том, что к «нижним» углам ступеней прикреплены ролики, каковые катятся по направляющим рельсам. Чем ближе рельс подходит к цепи, тем выше поднимается ступень. Самое занимательное, что на обратном пути ступени кроме этого едут по рельсам, но уже «вверх тормашками». Вся нагрузка приходится на рельсы, а цепь только приводит ступени в перемещение.

Механизм перехода роликов с верхнего рельса на нижний — самая сложная и шумная часть эскалатора.

Эскалатор, поднимающий людей на один этаж, приводится в воздействие двигателем мощностью приблизительно 100 л.с. При скорости 44 метра в 60 секунд он перевозит более 10 000 человек в час.

Автомат

Что делает: автомат принимает опущенные в слот монетки и совершенно верно определяет их номинал. Но он отказывается признавать пластиковые фишки, металлические шайбы, монеты вторых стран.

Как трудится: механизм распознавания похож на аттракцион в парке, лишь рекомендован он не для людей, а для монеток. Пройдя через слот, монета попадает на наклонный желоб. Первое опробование, самое ответственное, — проверка «магнитной подписи». Монета прокатывается между двумя катушками индуктивности.

Одна формирует магнитное поле, а вторая считывает его. размер и Материал железного диска оказывают характерное действие на поле, которое не зависит от того, ветхая монета либо новая, чистая либо нечистая. А вот кусочек пластика либо зарубежное платежное средство такую диагностику пройти не смогут.

Доказав собственную подлинность, монетка катится на сортировщик. Это желоб, на протяжении которого уложены взвешивающие коромысла по убыванию массы. Дабы открыть «ворота», монетка обязана перевесить противовес.

Лишь самая тяжелая монета может провалиться в первые ворота, самая легкая же докатится до последних. Существует много похожих устройств, осуществляющих контроль кроме этого диаметр и толщину монет. Оканчивается желоб окном сдачи — в том направлении скатывается целый мусор, что недобросовестные граждане пробовали выдать за деньги.

Очевидно, электронная торговля не обходится без казусов. К примеру, весьма многие торговые автоматы в Европе не принимают монеты номиналом в два евро. Это связано с тем, что монета в десять тайских батов аналогична ей по материалу и размеру, не смотря на то, что сокровище ее в восьмеро ниже.

Офисное кресло

Что делает: в то время, когда мы нажимаем на рычаг, офисное кресло медлено опускается вниз под весом сидящего человека либо столь же медлено поднимается, в случае если седока в нем нет. Стоит отпустить рычаг, и кресло непоколебимо замирает на заданной высоте и только легко пружинит для «мягкой посадки».

Как трудится: кресло опирается на газовую пружину, но трудится она вовсе не так же, как шприц либо велосипедный насос. Шток поршня крепится к ножкам кресла, сиденье же закреплено на цилиндре. Газовый цилиндр имеет отверстия в торцах и находится в внешнего цилиндра. Зазор между внутренним и внешним цилиндром является каналом, по которому газ переходит из пространства над поршнем в пространство под поршнем.

Как мы знаем, давление в газах распределяется равномерно, соответственно, давление с обеих сторон поршня неизменно одинаково.

Обратите внимание, что часть нижнего пространства цилиндра занята штоком, а площадь нижней поверхности поршня меньше площади верхней на размер площади сечения штока. Действуя на громадную площадь, газ в верхней части цилиндра приводит поршень в перемещение.

Так как давление газа в цилиндре намного больше атмосферного (газ закачен в том направлении еще на заводе, а маленькое качественные сальники и количество масла не дают ему утекать), силы газовой пружины хватает, дабы поднимать кресло без нагрузки, в случае если рычаг надавлен. Но пружина не хватает сильна, дабы поднять вес человека.

В то время, когда мы отпускаем рычаг, клапан перекрывает газу путь из верхней части цилиндра в обходной канал. Количество газа выше и ниже поршня делается фиксированным, и пружина блокируется, как шприц с закупоренной иглой.

Заправочный пистолет

Что делает: В то время, когда уровень горючего в бензобаке приближается к максимуму, в пистолета что-то щелкает, и подача горючего заканчивается. Наряду с этим на пистолете не видно ни датчиков, ни кроме того электрических проводов.

Как трудится: В заправочного пистолета бал правит эффект Вентури. Он содержится в том, что в то время, когда движущийся поток жидкости проходит через сужающуюся часть трубы, давление в жидкости падает. Поступающий из заправочного терминала бензин проходит через кольцо Вентури, диаметр которого меньше, чем диаметр шланга. В кольце имеется отверстия, из которых, благодаря эффекту Вентури, подсасывается воздушное пространство.

Отверстия соединяются с вакуумной камерой с диафрагмой на дне. Характерная круглая крышка перед рукояткой пистолета именно скрывает вакуумную камеру.

На финише крана возможно заметить еще одно мелкое отверстие-сенсор. Оно так же сообщается с вакуумной камерой. До тех пор пока топлива в баке мало, эффект Вентури высасывает из камеры воздушное пространство, но он восполняется атмосферным воздухом через отверстие-сенсор.

Давление в вакуумной камере остается атмосферным. Когда бензин достигнет отверстия-сенсора и перекроет доступ воздуха в камеру, в камере образуется диафрагма и вакуум втянется, запустив механизм запорного клапана. «подача» — и Щёлк горючего заканчивается. В случае если вставлять пистолет в горловину через чур хорошо, недостаточный приток воздуха в бак может провоцировать фальшивые срабатывания защитного механизма.

Автомобильный прикуриватель

Что делает: при нажатии на кнопку прикуриватель скоро нагревается до нужной температуры, по окончании чего выключается и подает звуковой сигнал — характерный щелчок. В прикуривателе нет ни электрических датчиков, ни замковых устройств.

Как трудится: существует пара десятков разных запатентованных конструкций автомобильного прикуривателя. Объединяет их одно — наличие биметаллического диска. Соединение двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения заставляет диск энергично выгибаться при нагревании.

Снаружи диск похож на податливую крышечку от детского питания. В холодном состоянии он может легко прогнуться в любую сторону.

В то время, когда мы нажимаем на кнопку, мы преодолеваем упрочнение пружины 1 и проталкиваем вперед седло пружины 2, которое со своей стороны прогибает биметаллический диск от себя. Электрические контакты соединяются, и термоэлемент начинает нагреваться. Обратите внимание на наличие трех последовательных пружин. Первая пружина сильная, она делает кнопку тяжелой и эргономичной. Вторая пружина не сильный, она удерживает на месте хрупкий биметаллический диск.

Контактная пружина так не сильный, что нагревшийся биметаллический диск легко преодолевает ее упрочнение, размыкая контакты. Как раз отщелкивающийся диск издает громкий щелчок, информирующий о том, что желанный пламя для курильщика готов.

Смеситель с термостатом

Что делает: выставив желаемую температуру посредством регулятора, мы можем наслаждаться приятным теплым душем независимо от колебаний давления тёплой либо холодной воды в доме. В случае если же холодную воду нежданно отключат всецело, термостат отключит душ, не разрешив хозяину обжечься.

Как трудится: сердце «умного» смесителя — термостатический элемент. Это цилиндр, в которого находится спираль из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. К термостатическому элементу прикреплен поршень.

В то время, когда делается жарко, элемент расширяется, толкая поршень в одну сторону, при похолодании он сжимается, уводя поршень назад.

Все изящество схемы термостатического смесителя содержится в том, что поршень руководит подачей тёплой и холодной воды в противофазе. При увеличении температуры он сокращает поток тёплой воды и дает больше холодной, и напротив. Как саморегулирующаяся совокупность смеситель сам поддерживает себя в равновесии.

А смещать это равновесие (регулировать температуру воды) мы можем, изменяя положение термостатического элемента в смесителе посредством резьбового регулятора.

Перьевая ручка

Что делает: перьевая ручка переносит на бумагу ровно столько чернил, сколько нужно для прекрасного постоянного письма, не больше и не меньше. Чернила не вытекают при хранении, их поток не прерывается при письме.

Как трудится: главные подробности перьевой ручки — это резервуар, перо и фидер. Все они должны трудиться в согласии между собой. В случае если перевернуть вверх дном бутылку с водой, по характерным пузырькам возможно делать выводы о том, что при вытекании воды бутылка заполняется воздухом. В фидере имеется пара каналов: в большинстве случаев, три маленьких для жидкости и один большой для воздуха. Через отверстие в пере воздушное пространство попадает в фидер и после этого в резервуар.

Размер этого отверстия определяет, с какой скоростью воздушное пространство может попадать в резервуар, соответственно, с какой скоростью чернила будут поставляться к перу.

Через узкую прорезь в пере чернила из фидера попадают на бумагу благодаря капиллярному эффекту. Молекулы чернил притягиваются к металлу, смачивая его, и друг к другу. Именно поэтому эффекту чернила, образно говоря, вытягиваются из фидера при письме. Данный же эффект закрывает ручку, в то время, когда она не касается бумаги.

Кстати, каналы для чернил в фидере являются не трубки, а прорези в плоскости и трудятся также благодаря эффекту смачивания.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№114, апрель 2012).

99% ЛЮДЕЙ НЕ СМОГУТ СДЕЛАТЬ ЭТИ 10 ПРОСТЫХ ВЕЩЕЙ


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: