Kodėl kirvis skaldo medieną?
Trumpas atsakymas: Kirvis medieną skaldo sutelkdamas stūmimą į ploną, kampuotą briauną. Kirvis išskiria medienos pluoštus ir smūgis žemyn paverčiamas šonine jėga, kuri atveria įtrūkimą išilgai medienos pluošto.
Išsamesnis paaiškinimas
Kirvis yra paprastas įrenginys. Jis turi ploną, aštrią briauną, kuri siaurėja link platesnės nugarėlės. Kai smūgiuojama į pleištą, jėga sutelkiama į mažąją briauną ir ten sukuriamas labai didelis spaudimas.
Šis slėgis verčia medienos pluoštus išsiskirti. Mediena yra silpnesnė išilgai pluošto, todėl įtrūkimai lengviau juda ta kryptimi. Pleištui slenkant, jo šonai stumia medieną toliau ir įtrūkimas didėja.
Esant pakankamai jėgai arba pakankamai aštriam pleištui, įtrūkimas praeina ir mediena švariai suskyla. Jei kirvis yra atšipęs arba pluošto kryptis sudėtinga, skaldymui reikia daugiau smūgių arba plyšys gali pakrypti neteisinga kryptimi.
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: Kirvis yra paprastas mechanizmas, kuris naudoja mechaninį pranašumą ir slėgio koncentraciją medžiagoms skaldyti.
Kirvis paverčia išilgai jo veikiančią jėgą į normalias (šonines) jėgas medžiagai, į kurią jis spaudžia. Kadangi slėgis yra lygus jėgai, padalytai iš ploto, plonas pleišto kraštas sukuria daug didesnį slėgį nei ta pati jėga, veikianti didesniame plote. Tada nuožulnūs pleišto kraštai stumia medžiagą į išorę, atverdami ir pailgindami bet kokius mažyčius įtrūkimus.
Mediena paprastai skyla išilgai pluošto, nes ryšiai tarp pluoštų ta kryptimi yra silpnesni. Pleišto kampas yra svarbus: mažesnis kampas suteikia didesnį mechaninį pranašumą (jis labiau padaugina jėgą), bet turi judėti toliau; statesnis kirvis greičiau stumia medieną, bet jam reikia didesnės smūgio jėgos. Trintis tarp pleišto ir medienos bei medienos tvirtumas lemia, kiek energijos reikia įtrūkimui plisti.
Kaip mes tai žinome: Inžinieriai ir meistrai šimtmečius bandė pleištus, matuodami, kaip pleišto kampas ir aštrumas keičia medienai skaldyti reikalingą jėgą. Laboratoriniai eksperimentai ir paprasti matavimai patvirtina, kad aštresniems, siauresniems pleištams reikia mažiau jėgos, kad atsirastų įtrūkimai ir jie būtų plačiau atverti .
Pamatyk tai gyvenime
- Kirvis arba skaldymo įrankis, skirtas rąstui skaldyti
- Kaltas arba kaltas, naudojamas medienai skaldyti čerpėms
- Durų atrama, laikanti duris atviras, įsprausta po jomis
- Vinis arba kirvis, naudojamas medžio gabalui skaldyti, kai jis įsmeigiamas į medieną
- Rąstų skaldymo mašinos, kuriose naudojamas į medieną įsmeigtas metalinis kirvis
Išbandyk pats
Muilo gabalėlio pleišto testas
Sauga: Naudodami peilį ar plaktuką, šalia turi būti suaugęs asmuo. Kaldami kalate, dėvėkite apsauginius akinius.
Priemonės
- muilo gabalėlis
- sviesto peilis arba mažas metalinis kirvis
- plaktukas arba plaktukas (nebūtina)
- rankšluostis
Žingsniai
- Padėkite muilą ant rankšluosčio, kad jis neslystų.
- Prispauskite peilio ašmenis prie muilo ir lėtai spauskite tiesiai žemyn, kad padarytumėte negilų pjūvį.
- Pabandykite spausti stipriau arba švelniai bakstelėkite peilį plaktuku (suaugusiojo pagalba), kad jį labiau įsmeigtumėte.
- Stebėkite, kaip muilas skyla ir kaip pjūvis platėja, kai peilis slysta giliau.
- Pabandykite tą patį padaryti su peiliu plokščiu paviršiumi (be ašmenų) ir palyginkite, kaip sunku jį pjauti. Ką tai rodo: Plonas ašmuo sutelkia jėgą ir atveria muilą švariau ir lengviau nei plokščias paviršius.
Žodynėlis
- Kirvis: Paprasta mašina plonu kraštu, kuri stūmimą paverčia šonine jėga, kad daiktai būtų skaldomi.
- Slėgis: Jėga, padalyta iš ploto; mažas plotas suteikia didelį slėgį, esant tai pačiai jėgai.
- Medienos pluošto kryptis: Medienos pluošto kryptis; mediena paprastai lengviau skyla išilgai pluošto.
- Mechaninis pranašumas: Kiek įrankis padaugina jūsų įvestą jėgą, kad galėtų atlikti daugiau darbo.
DUK
Kodėl aštrus kirvis yra geresnis nei bukas?
Aštraus pleišto krašto plotas yra mažesnis, todėl jis daro didesnį spaudimą ir lengviau pradeda trūkinėti.
Ar mediena visada skyla išilgai medienos pluošto?
Paprastai taip, nes pluoštai lengviau plyšta išilgai, bet mazgai ar susisukimai gali ją skilinėti kitaip.
Ar kirvis gali ką nors skaldyti?
Ne. Labai tvirtos arba lanksčios medžiagos sugeria jėgą, o ne trūkinėja, todėl pleištai geriausiai veikia trapias arba pluoštines medžiagas.
Ar statesnis kirvis visada stipresnis?
Statesnis kirvis greičiau stumia medžiagą, bet jam reikia stipresnių smūgių; seklesnis kirvis suteikia daugiau mechaninio pranašumo ir jam reikia mažiau jėgos.