Физика в нашей жизни, страница 196 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Энергия пружин

Основное свойство пружин, обеспечивающее их рабочий эффект – упругость. Все они используются в качестве амортизации, обеспечивают нажатие или натяжение, изолируют от вибраций, аккумулируют энергию и выполняют множество других операций. В быту пружины также имеют свое применение, зачастую их используют для изготовления мебели. Форма пружин может быть самой разнообразной: конической, цилиндрической, пластинчатой, тарельчатой, спиральной или плоской. От различной степени и вида нагрузки различают пружины сжатия, растяжения, кручения и изгиба.

Вид пружин

Рисунок

Особенность пружин

Применение

Спиральные

В заведенном состоянии имеют большой запас потенциальной энергии. В маятниках, в измерительных приборах, в разнообразных противовесах.

Винтовые

Работают на сжатие и растяжение. В предохранительных клапанах, тормозных системах различных агрегатов, например, лифтов и железнодорожного транспорта.

Тарельчатые

Слабо деформируются даже при очень больших нагрузках. В автомобильных подвесках, амортизаторах, шариковых ручках.

Торсионные

Работают на кручение или изгиб. В часах, самописцах, заводных игрушках.

Задание

1. Используя данные таблицы, установите соответствие между названием вида пружин их рисунком, особенностью и применением.

2. Приведите примеры использования пружин при изготовлении канцелярских товаров, бытовых приборов, спортивного инвентаря, детских игрушек.

3. Предложите способ изготовления ортопедического матраса с использованием пружин.

1. Используя данные таблицы, установите соответствие между названием вида пружин их рисунком, особенностью и применением.

На основе анализа предоставленной таблицы можно установить следующие полные соответствия для каждого вида пружин:
- Спиральные пружины:
Рисунок: Изображения плоских спиралей, закрученных в одной плоскости.
Особенность: В заведенном (сжатом или раскрученном) состоянии обладают большим запасом потенциальной энергии.
Применение: Используются в маятниках, измерительных приборах и различных противовесах.
- Винтовые пружины:
Рисунок: Изображения цилиндрических пружин разного размера, с зацепами и без.
Особенность: Работают на сжатие и растяжение вдоль своей оси.
Применение: Находят применение в предохранительных клапанах, тормозных системах различных агрегатов, лифтах и на железнодорожном транспорте.
- Тарельчатые пружины:
Рисунок: Набор пружин в форме тарелок (конических дисков).
Особенность: Слабо деформируются даже при воздействии очень больших нагрузок.
Применение: Устанавливаются в автомобильных подвесках, амортизаторах, а также в механизмах шариковых ручек.
- Торсионные пружины:
Рисунок: Детали, имеющие вид стержня или шайбы, деформирующиеся при скручивании.
Особенность: Работают на кручение или изгиб.
Применение: Являются элементами конструкций часов, самописцев и заводных игрушек.

Ответ: Соответствия установлены на основе данных таблицы: спиральные пружины накапливают энергию и используются в приборах; винтовые работают на сжатие/растяжение и применяются в механизмах (клапаны, тормоза); тарельчатые выдерживают большие нагрузки и используются в подвесках и ручках; торсионные работают на кручение и применяются в часах и игрушках.

2. Приведите примеры использования пружин при изготовлении канцелярских товаров, бытовых приборов, спортивного инвентаря, детских игрушек.

Ниже приведены примеры использования пружин в указанных категориях товаров:
- Канцелярские товары: винтовая пружина в механизме автоматической шариковой ручки; винтовая пружина для подачи скоб в степлере; торсионная пружина в зажимах для бумаг (биндеры); пружинные механизмы в дыроколах.
- Бытовые приборы: винтовые пружины в подвеске барабана стиральной машины для амортизации; пружинный механизм в тостере для выбрасывания готовых тостов; торсионная пружина в бельевых прищепках; возвратная пружина в дверных ручках.
- Спортивный инвентарь: винтовые пружины растяжения по периметру батута; мощная винтовая пружина сжатия в кистевом эспандере; пружины в амортизаторах горных велосипедов; пружинные блоки в силовых тренажерах.
- Детские игрушки: спиральная пружина в заводных механизмах музыкальных шкатулок и машинок; винтовая пружина сжатия в игрушке-попрыгунчике (pogo stick); пружины в игрушечных пистолетах для выталкивания пулек или присосок.

Ответ: Примеры использования пружин: в канцелярских товарах – автоматические ручки, степлеры; в бытовых приборах – тостеры, стиральные машины; в спортивном инвентаре – эспандеры, батуты; в детских игрушках – заводные машинки, пистолеты с пульками.

3. Предложите способ изготовления ортопедического матраса с использованием пружин.

Для изготовления ортопедического матраса наиболее эффективным является использование блока независимых пружин. Процесс производства можно разбить на следующие этапы:
1. Создание пружинного блока. Основу матраса составляет блок независимых пружин. Для этого берутся винтовые пружины сжатия (чаще всего бочкообразной формы), и каждая пружина помещается в отдельный мешочек (карман) из прочного нетканого материала, например, спанбонда. Эти мешочки затем скрепляются между собой (сшиваются или склеиваются). Такая конструкция позволяет каждой пружине реагировать на нагрузку независимо от соседних, обеспечивая точечную поддержку тела и правильное положение позвоночника во время сна.
2. Сборка каркаса и изоляция. Пружинный блок по периметру усиливается коробом из плотного пенополиуретана. Это предотвращает деформацию краев матраса и увеличивает его полезную площадь. Сверху и снизу на пружинный блок укладывается изолирующий слой (например, термовойлок или спанбонд), который защищает мягкие наполнители от контакта с пружинами и их истирания.
3. Укладка комфортных слоев. Поверх изолирующего слоя укладываются настилочные материалы, которые формируют комфорт и степень жесткости матраса. Для ортопедических моделей часто используют комбинации материалов: кокосовая койра для придания жесткости и улучшения вентиляции; натуральный или искусственный латекс для упругости и эластичности; пена с эффектом памяти (Memory Foam) для идеального повторения контуров тела и снятия мышечного напряжения.
4. Изготовление и надевание чехла. Вся многослойная конструкция помещается в прочный стеганый чехол, сшитый из износостойкой и гипоаллергенной ткани (например, жаккард или трикотаж). Чехол может быть простеган на синтепоне или пене для дополнительной мягкости. Он придает изделию завершенный вид и защищает внутреннее наполнение.

Ответ: Способ изготовления ортопедического матраса заключается в создании основы из блока независимых пружин (каждая пружина в отдельном чехле), усилении конструкции по периметру, добавлении изолирующих и комфортных слоев (например, кокосовой койры, латекса) и помещении всей конструкции в прочный стеганый чехол.