Fizika Power Point bemutató

Egyszerű gép

Egyszerű gépnek vagy erőátviteli eszközöknek nevezzük azokat a berendezéseket, melyek alkalmasak egy erő nagyságát és/vagy az irányát megváltoztatni, átalakítani, kényszermozgások révén. Az egyszerű gépek fő jellemzője az áttétel illetve a módosítás, amely a teher súlya és az azt egyensúlyban tartani képes erő viszonyát fejezi ki. Az egyszerű gépek alkalmasak arra, hogy egy adott terhet annál lényegesen kisebb erővel mozgassunk meg, nagyobb munkavégzési út megtétele árán.

Alapfogalmak

• F: mozgató vagy kiegyensúlyozó erő
• G: súlyerő (a mozgatni kívánt teher súlya)
• m: módosítás vagy áttétel
• r_F: erőkar, az F erő hatásvonalának a forgástengelytől mért távolsága
• r_G: teherkar, az G erő hatásvonalának a forgástengelytől mért távolsága

Ha F munkája = G munkája akkor az eszköz nyugalomban van, nincs elmozdulás.

Emelő

Emelőnek nevezzük azokat az eszközöket, ahol a teher egy olyan merev rúdra van erősítve, ami egy pontján elforgathatóan rögzítve van. Ilyenkor a forgástengelytől minél távolabb mozgatjuk a rudat, annál kisebb erő kifejtése elegendő. Ha a teher és a mozgatási pont a tengely egyazon oldalán van, akkor egykarú emelőről beszélünk. Ha a tengely a teher és a mozgatópont között van, akkor kétkarú emelővel van dolgunk – ilyenkor a teher a mozgatással ellentétes irányba indul meg.

 ;

Alkalmazása: mérleg, sajtológép, talicska, sörnyitó, feszítővas,...

Lejtő

Lejtőnek nevezzük a vízszintessel egy megadott szöget bezáró síkot. Ez az eszköz alkalmas a teher ferde csúsztatására, elhanyagolható súrlódás mellett. Mivel a lejtőre helyezett test súlyereje (G) és az azt egyensúlyban tartó F erő is felbontható a lejtő irányába eső és egy arra merőleges erőre, ezáltal lehetséges a teher súlyára merőleges, annál akár jóval kisebb erővel is emelést végezni.

ill. , ahol α a vízszintes és a lejtő síkja által bezárt szög.

Alkalmazása: például teherautó rakfelületéhez támasztott lejtőn teher csúsztatása vagy gördítése felfelé.

Ék

Az ék segítségével - amely tulajdonképpen egy lejtő - tudunk különböző anyagokat szétválasztani, emelni vagy kitámasztani.

, ahol F_ny a távolító erő, a h az ék szélessége és l az ék hossza.

Alkalmazása: fejsze, kés, véső,...

Csavar

Csavarnak nevezzük azt az eszközt, amely henger (orsó) palástján elhelyezkedő – egyazon menetemelkedéssel futó – ferde barázdák, annak mintázatához illeszkedő lyukba (csavartokba vagy orsóba) helyezve, elforgatással a henger hossztengelyével párhuzamos elmozdulás keletkezik. Ekkor a csavar kis erővel történő forgatásával is nagy erőt tudunk kifejteni az orsó elmozdulásának irányában. A csavarokat bontható kötések készítésére használják, annak végállásban jelentkező szorulását kihasználva.

, ahol h a menet egy körülfordítás alatti hosszirányú emelkedése, r a csavarorsó sugara.

Alkalmazása:

• nagy nyomás kifejtésére: prések, oldható kötések, csavarok
• kis elmozdulások előidézésére, távcsövek, mikroszkópok beállító csavarjai, nagy pontosságú mérőműszerek, mikrométerek,...

Csiga

A csiga egy tengely körül forgó tárcsa, melynek kerületén hornyot képeznek ki kötél vagy kábel számára. Általában több csigát használnak egyszerre, melyekkel jelentős áttételt (módosítást) lehet elérni.

Fajtái: álló- és mozgócsigák. Az állócsiga az erő irányának megváltoztatására szolgál,

, F = G

míg mozgócsiga alkalmazásával az erő nagyságát csökkenthetjük (felezi a kifejtendő erőt).

,

A kétfajta csiga összeépítésével létrehozott szerkezetet (differenciál) csigasornak nevezzük.

, n darab álló- és n darab mozgócsigából álló csigasornál.

A csak mozgócsigák összefűzésével kialakított csigasort, ahol minden csiga felezi a terhet, hatvány, vagy archimedesi csigasornak nevezzük.

A csigasorokat nagyon nagy terhek emelésére használják.

Alkalmazása: villamosvasúti felsővezetékek kifeszítése, gyárakban nagy tömegű gépeinek, munkadarabjainak emelése, mozgatása, építési és hajódaruk,...

Hengerkerék

A hengerkerék egy közös tengelyre szerelt r sugarú hengerből és egy R sugarú kerékből áll. Az egyensúly feltétele:

ebből az áttétel

Alkalmazása: falusi kerekes kút, hajóhorgony emelése, óra fogaskerekes szerkezete,...

1.2. Tengelyezett merev test egyensúlya

Csigák
Álló-, mozgó-, differenciális csiga, csigasor bemutatására szolgáló összeállítás vázlatát láthatjuk a IV.5. ábrán.

Emelők, mérlegek
Egykarú, kétkarú emelő,  egyenlőkarú mérleg vázlatát mutatja a IV.6. ábra

Hengerkerék, csörlő
Lásd a IV.7. ábrát!

Forrás:http://hu.wikipedia.org/wiki/Egyszer%C5%B1_g%C3%A9p

Csavar (egyszerű gép)Ez a közzétett változat, ellenőrizve: 2010. január 12.

Csavarmenetek:
1. Élesmenet
2. Trapézmenet
2a. Kétbekezdésű menet

Csavarmenetek:
3., 4. Fűrészmenet
5. Zsinórmenet
6. Laposmenet

Laposmenetű csavar erőjátéka

A csavar egyike az egyszerű gépeknek. Az ókor óta használt eszköz nagy erőt igénylő gépek hajtására, mint például a szőlőprés, emelőberendezések, satu, szorítók. A csavar felfogható egy henger palástjára felcsévélt lejtőként is. A csavarorsó palástjába esztergált csavarfelület alakú menete a csavaranya megfelelően kialakított menethornyába illeszkedik.

A csavarmenet alakja szerint többféle lehet:

• Laposmenetnél a felfekvő felület csavarfelület alakú, tengelyirányú metszete a tengelyre merőleges egyenes. Ilyen menetet alkalmaznak azoknál a hajtásoknál, melyeknél a legjobb hatásfok elérése a cél, azonban szilárdsági viszonyai kedvezőtlenebbek.
• A trapézmenet sokkal nagyobb terhelésre alkalmas, hatásfoka azonban kedvezőtlenebb.
• Kötőcsavaroknál, ahol cél az, hogy a csavar nagy nyomatékkal való meghúzása után ne lazuljon ki, egyenlő oldalú háromszög alakú élesmenetet használnak, melynek a kilazításához is nagy nyomatékra van szükség.
• Ott, ahol a menetek egyszerű és alapos tisztítása különösen fontos, mint például az élelmiszeriparban, zsinórmenetet használnak.
• A fűrészmenet egyesíti a laposmenet és élesmenet tulajdonságait.

Nagy emelkedésű csavaroknál szokásos több bekezdést készíteni a terhelhetőség növelése céljából.

A csavaron fellépő erőhatások

A laposmenetre ható tengelyirányú F_t erő a menet d középátmérőjére koncentrálható, ha a terhelés a meneteken egyenletesen oszlik meg. Ha a súrlódás elhanyagolható, akkor ezzel az erővel az F erő tart egyensúlyt, mely a d/2 sugáron ébred:

A súrlódást is figyelembe véve meghúzáskor (a helyettesítő lejtőn felfelé mozgatáskor) a szükséges F erő:

,

ahol

a súrlódási tényező,

pedig a súrlódási kúpszög, melyet az előző összefüggés definál.

Lazításkor (a helyettesítő lejtőn lefelé mozgatáskor) az erő:

.

Az orsó forgatásához szükséges nyomaték:

.

Élesmenetű csavarorsó esetén a menet felfekvő felülete β szöget zár be a tengelyirányú F_t erővel, a súrlódás számításához figyelembeveendő felületi normális irányú erő nagysága:

Emiatt a μ súrlódási tényező helyett a

látszólagos súrlódási tényezővel kell számolni. A csavar terhelés alatt sem forog visszafelé (úgynevezett önzárás történik), ha

.

A csavarhajtás hatásfoka

A csavarhajtás hatásfoka a teher emeléséhez szükséges energia és a csavarorsó forgatásához szükséges munka hányadosa:

.

Forrás:http://hu.wikipedia.org/wiki/Csavar_%28egyszer%C5%B1_g%C3%A9p%29

Redoxi reakciók

X. Redoxi reakciók

Korábbi felfogás szerint az oxidáció az oxigénnel való egyesülés vagy a hidrogénelvonás (dehidrogénezés), a redukció az oxigén elvonás, illetve a hidrogénnel való egyesülés volt.
Mai felfogásunk szerint az oxidáció elektron leadást, a redukció elektron felvételt jelent. Ez a fogalom a sav-bázis elmélethez hasonlóan magába foglalja az előző, korábban kialakított felfogás szerinti oxidációt és redukciót, de annál bővebb fogalom.

Az oxidáció és a redukció kapcsolata

• A két folyamat egymást feltételezi, mert…
  
• egy anyag csak akkor oxidálódhat, ha a leadott elektronokat egyidejűleg egy másik anyag felveszi, így…
  
• az oxidáló anyag a reakciópartner redukálószere, illetve a redukáló anyag a reakciópartner oxidálószere.
  
  Példák:
  
  a) Két elem reakciója
  
  
  
  
  b) Fémek és fémionok reakciója
  
  
  
  
  c) Nemfém és nemfémből származó ion reakciója
  
  

Az oxidáció és redukció fogalmának kiterjesztése kovalens vegyületekre

• A redoxireakciók itt részleges elektronátadással mennek végbe.
  
• A kötést létesítő atomok közül a nagyobb elektronegativitású közelében nagyobb az elektronsűrűség, mint elemi állapotában, tehát redukáltabb, a kisebb
• elektronegativitású atom ennek megfelelően az elemi állapothoz viszonyítva oxidáltabb (elektronhiányosabb).
  
• Az oxidáltság mértékének egyértelműbb meghatározására megalkották az oxidációs szám fogalmát (ld. később).
  
• Az oxidációs szám növekedése oxidációt, csökkenése redukciót jelent.

Oxidációs szám

• Tényleges vagy névleges (fiktív) töltés, mely az elemi állapothoz viszonyított oxidációs állapotot mutatja meg.
  
• A fentiek alapján az elemek oxidációs száma mindig 0.
  
• Ionok (egyszerű ionok, pl. fémionok, oxidionok stb.) oxidációs száma megegyezik a töltéssel. A Na⁺ oxidációs száma +1, azaz ennyivel oxidáltabb az elemi állapotnál.
  
• Kovalens vegyületeknél a kötést létesítő elektronpár(oka)t képzeletben a nagyobb elektronegativitású atomhoz rendeljük, és az így kialakult fiktív ionok töltését tekintjük az adott atom oxidációs számának. A vízmolekulában ténylegesen csak részleges negatív töltés van az oxigén atomtörzse körül, mégis az oxidációs szám megállapításának szabályai szerint az O^2- és H⁺ ionok töltése alapján az oxigénnek -2, a hidrogénnek +1 az oxidációs száma.

A kovalens vegyületek oxidációs számának megállapítása

1. Az elemek atomjainak oxidációs száma 0.
   
2. A hidrogén oxidációs száma a vegyületekben általában +1. Kivételt képeznek a fém-hidridek, ahol a hidrogén oxidációs száma -1.
   
3. Az oxigén oxidációs száma vegyületekben általában -2. Kivételt képeznek a peroxidok, ahol az oxigén oxidációs száma -1, valamint a F₂O.
   
4. A vegyületekben a képletben szereplő atomok oxidációs számainak összege 0 (a vegyületek ugyanis semlegesek).
   
5. Az összetett ionokban az oxidációs számok összege az ion töltésszámával egyenlő.

A redoxiegyenletek rendezésekor a leadott és a felvett elektronok mindig megegyeznek, azaz az oxidációsszám-változások összege 0.
Forrás: http://www.sulinet.hu/tovabbtan/felveteli/2001/10het/kemia/kemia10.html

Redoxi reakciók

Oxidáció:
(redoxirendszer, redoxireakció, oxidálószer)

Egyszerűen értelmezve oxidáció az a folyamat, amikor egy anyag oxigénnel egyesül.
például a hidrogén égése vízzé: 2H₂+ O₂ = 2 H₂O
Általánosabb értelmezésben oxidációnak nevezzük azt a folyamatot, amikor a vegyület pozitív alkotórészének (kation) vegyértéke nő, vagyis, amikor egy ion vagy molekula elektronokat ad le. Például:
a vas(II)-vegyületből vas(III)-vegyület keletkezik
2 FeO + O = Fe₂O₃
a réz(I)-ion réz(II)-ionná alakul elektron leadással
Cu(I) = Cu(II) + e^-

Minden oxidáció redukcióval és minden redukció oxidációval kapcsolatos.
Az ábra a réz-oxid keletkezésekor mutatja be a redoxireakciók elvét.
A végbemenő reakcióban a réz elektronokat ad le, vagyis oxidálódik.
Ugyanakkor az oxigén elektronokat vesz fel, vagyis redukálódik.
Vagyis a redoxireakciók elektronátmenettel járó folyamatok.
Gyakran alkalmazott oxidálószerek az oxigén mellett, az ózon, a klorátok, a nitrátok, a halogének.
A lexikonomban található összes oxidálószer legyűjthető a Szójegyzék keresőmezőjébe az oxidálószer keresőszót beírva.

Redoxi reakciók

http://www.sulinet.hu/tovabbtan/felveteli/2001/10het/kemia/kemia10.html

Redoxi reakciók

http://www.zalaszam.hu/zajacz/kemia/redoxi/redoxi.html

Redoxi reakciók

http://realika.educatio.hu/ctrl.php/unregistered/preview/preview?userid=0&store=0&pbk=%2Fctrl.php%2Funregistered%2Fcourses&c=42&node=a71&pbka=0&savebtn=1