~ 1 ~

ΡΟΠΗ

1. Τι ονομάζουμε ροπή; 24Απ. Ονομάζουμε, λοιπόν ροπή Μ, το γινόμενο της δύναμης F επί την ελάχιστη απόσταση d, (Σχήμα1). Δηλαδή ισχύει η σχέση: Μ=F*d

2. Τι ονομάζεται ροπή και από τι εξαρτάται το μέγεθός της ; 24 Απ.Ροπή Μονομάζεται το γινόμενο της δύναμης F επί την ελάχιστη απόσταση d. M= F.dΜ = η ροπή F= η δύναμη d= η απόσταση ή μοχλοβραχίοναςΌταν η ροπή στρέφει το σώμα δεξιόστροφα χαρακτηρίζεται θετική . ( όπως οι δείκτες του ρολογιού. Όταν η ροπή στρέφει το σώμα αριστερόστροφα χαρακτηρίζεται αρνητική .

3. Τι ονομάζουμε μοχλοβραχίονα;24

Απ. Η ελάχιστη απόσταση d ονομάζεται μοχλοβραχίονας. (Σχήμα 1)

4. Ποιες μονάδες χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε, την ροπή; 255. Απ.το 1 kpm και το1 Nm6. Ποια ονομάζουμε θετική και ποια αρνητική ροπή;24

Απ.Ανάλογα με τη φορά με την οποία μια δύναμη στρέφει το σώμα, η αντίστοιχη ροπή χαρακτηρίζεται ως θετική ή αρνητική.Συνήθως, όταν η δύναμη στρέφει το σώμα κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού, η ροπή έχει δεξιόστροφη φορά και χαρακτηρίζεται ως θετική.Αντιθέτως, όταν η δύναμη στρέφει το σώμα αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού, η ροπή είναι αριστερόστροφη και χαρακτηρίζεται ως αρνητική.

7. Όταν ενεργούν πολλές δυνάμεις σε ένα σώμα πως βρίσκεις τη συνολική ροπή;25

Απ.Ισχύει, ότι και με τις δυνάμεις: όταν δηλαδή σε ένα σώμα επενεργούν περισσότερες από μία ροπές, το σώμα καταλαβαίνει τη συνισταμένη τους, που δεν είναι τίποτα άλλο από το αλγεβρικό άθροισμα όλων των ροπών που ενεργούν. Έτσι, αν σε ένα σώμα ενεργούν οι ροπές Μ1, Μ2 και Μ3, η συνισταμένη ροπή M θα είναι:

8. Δώστε τρία παραδείγματα επίδρασης της ροπής ;25Απ.Όταν σφίγγουμε ή χαλαρώνουμε μια βίδα με το γερμανικό κλειδίΌταν σφίγγουμε μια βίδα με το δυναμόκλειδο ή ροπόκλειδο

~ 2 ~

Όταν εφαρμόζουμε τη δύναμη του χεριού μας στο χειρόφρενο9. Δώστε δέκα παραδείγματα από την καθημερινή σας ζωή, στα οποία να

εμφανίζεται η επίδραση μιας ροπής.Απ. α. γερμανικό κλειδί στ. τόρνοςβ. πόμολο ζ. κατσαβίδι γ. ποδήλατο η. τρυπάνι δ. ανεμιστήρας θ. φρέζα ε. άνοιγμα πώματος ι. μπιέλα – στρόφαλος

10. Έστω, ότι o διωστήρας μιας μηχανής πετρελαίου (diesel) μεταβιβάζει μια δύναμη F ίση με 12.000Ν, (Σχήμα 2). Ποιος είναι ο μοχλοβραχίονας της δύναμης ως προς τον άξονα του στροφαλοφόρου και πόση η ροπή που προκαλεί; Δίνονται επίσης: η γωνία φ = 8 0 η απόσταση L = 0,4m. 25

Απ. Για να βρούμε τον μοχλοβραχίονα, προεκτείνουμε την ευθεία του διωστήρα προς τα κάτω, και από το κέντρο του στροφαλοφόρου φέρνουμε κάθετη γραμμή προς την προέκταση του διωστήρα, (Σχήμα 2). Η ζητούμενη απόσταση είναι το μήκος d το οποίο μπορεί να υπολογιστεί εύκολα, χρησιμοποιώντας την τριγωνομετρική σχέση ορισμού του ημίτονου της γωνίας φ.

Δηλαδή, θα ισχύει η σχέση sinφ = d / L =>d= sinφ*L =>d= 0,13917* 0,4m=>d= 0,0557 m

Συνεπώς η ροπή που αναπτύσσεται στο κέντρο τουστροφαλoφόρου θα είναι:

M = F .d = 12.000N* 0,0557m = 668,4 Nm11. Έστω, ότι o διωστήρας μιας μηχανής πετρελαίου

(diesel) έχει απόσταση L = 0,4m, (Σχήμα 2). Πόση είναι η δύναμης ως προς τον άξονα του διωστήρα όταν η ροπή που προκαλεί είναι Μ= 668,4 Nm; Δίνονται επίσης: το συνημίτονο της γωνίας φ80=0,13917. 25

Απ. Για να βρούμε την δύναμη, προεκτείνουμε την ευθεία του διωστήρα προς τα κάτω, και από το κέντρο του στροφαλοφόρου φέρνουμε κάθετη γραμμή προς την προέκταση του διωστήρα, (Σχήμα 2). Η ζητούμενη δύναμη μπορεί να υπολογιστεί εύκολα, χρησιμοποιώντας την σχέση ορισμού της ροπής.

Δηλαδή, θα ισχύει η σχέση M = F .d=>F=M/d σχέση 1

Το d μπορούμε να το βρούμε από τη σχέση που δίνει το συνημίτονο δηλαδή: sinφ = d / L =>d= sinφ*L=>d=0,13917*0,4m=>d=0,0557 m

Συνεπώς από τη σχέση 1=>F=668,4Nm/0,0557m=>F=12000N

~ 3 ~

12. Έστω, ότι o διωστήρας μιας μηχανής πετρελαίου (diesel) μεταβιβάζει μια δύναμη F ίση με 12.000Ν, (Σχήμα 2). Ποια είναι η απόσταση L ως προς τον πείρο του εμβόλου όταν διαβιβάζει ροπή Μ=668,4 Nm ; Δίνονται επίσης: το συνημίτονο της γωνίας φ80=0,13917. 25

Απ. Για να βρούμε την απόσταση, προεκτείνουμε την ευθεία του διωστήρα προς τα κάτω, και από το κέντρο του στροφαλοφόρου φέρνουμε κάθετη γραμμή προς την προέκταση του διωστήρα, (Σχήμα 2). Η ζητούμενη απόσταση μπορεί να υπολογιστεί εύκολα, χρησιμοποιώντας την τριγωνομετρική σχέση ορισμού του ημίτονου της γωνίας φ.

Δηλαδή, θα ισχύει η σχέση sinφ = d / L =>L= d/sinφ σχέση 1

Το d μπορούμε να το βρούμε από τη σχέση που δίνει τη ροπή δηλαδή: M = F .d=>d=M/F=>d=668,4Nm /12000N=>d=0,0557m

Συνεπώς από τη σχέση 1=>L= 0,0557m/0.13917=>L=0.40m

13. Έστω, ότι o διωστήρας μιας μηχανής πετρελαίου (diesel) μεταβιβάζει μια δύναμη F ίση με 12.000Ν, (Σχήμα 2). Ποια είναι η γωνία φ της δύναμης ως προς τον άξονα του εμβόλου όταν διαβιβάζει ροπή Μ=668,4 Nm; Δίνονται επίσης: η απόσταση L = 0,4m. 25

Απ. Για να βρούμε την γωνία, προεκτείνουμε την ευθεία του διωστήρα προς τα κάτω, και από το κέντρο του στροφαλοφόρου φέρνουμε κάθετη γραμμή προς την προέκταση του διωστήρα, (Σχήμα 2). Η ζητούμενη γωνία μπορεί να υπολογιστεί εύκολα, χρησιμοποιώντας την τριγωνομετρική σχέση ορισμού του ημίτονου της γωνίας φ.

Δηλαδή, θα ισχύει η σχέση sinφ = d / L σχέση 1

Το d μπορούμε να το βρούμε από τη σχέση που δίνει τη ροπή δηλαδή: M = F .d=>d=M/F=>d=668,4Nm /12000N=>d=0,0557m

Από τη σχέση 1=>sinφ =0,0557m/0.4m=>sinφ =0.13917Από πίνακα φ=8ο

~ 4 ~

~ 5 ~

ΙΣΧΥΣ1. Τι είναι ισχύς και σε ποιες μονάδες τη μετράμε; 33

Απ. Η ισχύς είναι το φυσικό μέγεθος με το οποίο μπορούμε να συγκρίνουμε την απόδοση διαφόρων μηχανών. Για να είναι δυνατή αυτή η σύγκριση, θα πρέπει οι μηχανές να έχουν ένα κοινό μέτρο. Το μέτρο αυτό είναι το έργο το οποίο μπορούν να αποδώσουν μέσα στον ίδιο χρόνο ή τη μονάδα του χρόνου.Συνεπώς, όταν αναφερόμαστε στην ισχύ μιας μηχανής, μας ενδιαφέρει σε πόσο χρόνο παράγεται αυτό το έργο. Το πηλίκο, λοιπόν, του έργου W προς το χρόνο t, μέσα στον οποίο έχει παραχθεί αυτό, ονομάζεται ισχύς της μηχανής και συμβολίζεται με το γράμμα Ρ.Δηλαδή, ισχύει η σχέση.

p =W/t

Άρα, ισχύς είναι το έργο που παράγεται στη μονάδα του χρόνουΗ μονάδα μέτρησης της ισχύος στο διεθνές σύστημα (S) είναι το Watt (βατ), συμβολίζεται με το γράμμα W και ισούται με 1J/s.

2. Ποιες άλλες μονάδες χρησιμοποιούνται για την ισχύ και ποιες οι σχέσεις μεταξύ τους; 33

Απ. Συνήθως χρησιμοποιείται το πολλαπλάσιο του, δηλαδή τα 1000 W που ονομάζεται κιλοβάτ (kW).Άλλες μονάδες ισχύος που χρησιμοποιούνται στην πράξη, είναι ο μετρικός ίππος που συμβολίζεται με τα γράμματα PS, ενώ στο αγγλικό σύστημα μονάδα ισχύος είναι το ποδόλιμπρο ανά δευτερόλεπτο (1 ft-lbf/s) και o αγγλικός ίππος που συμβολίζεται με τα γράμματα ΗΡ.Για τη μετατροπή των μονάδων μπορούν να χρησιμοποιούνται οι παρακάτω αναλογίες:

1W = 1,3596 *10-3PS1W = 1,341 * 10-3ΗΡ

1W = 0,7375 ft-lbf/s

ή διαφορετικά

1PS = 735,499 W = 0,7355kW1HP = 745,70W = 0,7457 kW

1ft-lbf/s = 1,35582W = 1,35582 • 104 kW

3. Ένας κινητήρας αυτοκινήτου έχει ισχύ 110 PS. Πόση είναι η ισχύς του σε W, kW και αγγλικούς ίππους; 33

Απ. Από τις παραπάνω σχέσεις μετατροπής των μονάδων έχουμε:

~ 6 ~

1 PS = 735,499 W = 0,7355 kW Άρα οι 110 PS θα είναι: 110 PS = 110 * 735,499 W = 80.905 W και110 PS = 110*0,7355 kW=80,905 kWΑπό τις ίδιες αυτές αναλογίες μετατροπών, η σχέση μεταξύ μετρικούίππου PS και αγγλικού ίππου ΗΡ, προκύπτει αν διαιρέσουμε, κατά μέλη, τις δύο παρακάτω σχέσεις1 PS = 735,499 W 1 ΗΡ = 745,70 WΆρα1PS / 1 ΗΡ = 735,499 / 745,70=>1PS / 1 ΗΡ =0,9863=>1PS = 0,987 ΗΡ και συνεπώς, οι 110 PS θα είναι :110PS = 108,57ΗΡ

4. Πόση ισχύ πρέπει να έχει μια μηχανή ανύψωσης αντικειμένων προκειμένου να ανυψώσει ένα σώμα μάζας 100 Kg σε ένα ύψος h=30 m και σε χρόνο t=30 s; Η επιτάχυνση της βαρύτητας g να ληφθεί ίση με 9,81 m/s 2. 34

Απ. Αρχικά υπολογίζουμε το βάρος του σώματος. Αυτό θα είναι :B=m*g=100Kg*9,81m/s 2 = 981 NΣτη συνέχεια υπολογίζουμε το έργο που παράγει η μηχανή ανυψώνοντας το σώμα. ΔηλαδήW = B*h = 981N .30m = 29.430 Nm =29.430 JΑφού το παραπάνω έργο πρέπει να παραχθεί σε χρόνο 30 s, η ισχύς της μηχανής θα πρέπει να είναι :P = W*t = 29.430J / 30s = 981 W =1,34 PS5. Σε πόσο ύψος ανυψώνει μια μηχανή ανύψωσης αντικειμένων ένα σώμα

μάζας 100 Kg σε χρόνο t=30 s; Η επιτάχυνση της βαρύτητας g να ληφθεί ίση με 9,81 m/s 2.Δίδεται η ισχύς της P=1,34 PS. 34

Απ. Αρχικά υπολογίζουμε το βάρος του σώματος. Αυτό θα είναι :B=m*g=100Kg*9,81m/s 2 = 981 NΣτη συνέχεια υπολογίζουμε το έργο που παράγει η μηχανή ανυψώνοντας το σώμα. ΔηλαδήP = W/t =>W=P*t =>W=981J/s* 30s = 29.430 J ή NmΑφού το παραπάνω έργο πρέπει να παραχθεί για ανυψωθεί το βάροςW = B*h =>h=W/B=>h= = 29.430Nm/100Kg = 30m6. Σε πόσο χρόνο ανυψώνει μια μηχανή ανύψωσης αντικειμένων ένα σώμα

μάζας 100 Kg σε ύψος 30 m που έχει ισχύ P=1,34 PS; Η επιτάχυνση της βαρύτητας g να ληφθεί ίση με 9,81 m/s 2. 34

Απ. Αρχικά υπολογίζουμε το βάρος του σώματος. Αυτό θα είναι :B=m*g=100Kg*9,81m/s 2 = 981 NΣτη συνέχεια υπολογίζουμε το έργο που παράγει η μηχανή ανυψώνοντας το σώμα. ΔηλαδήP = W/t => W=P*t =>W= 981 Nm/s* 30s = 29.430 J ή NmΤο χρόνο τον υπολογίζουμε από τον τύπο της ισχύοςP = W/t => t=W/P =29.430 Nm/981 Nm/s=30s

ΚΙΝΗΤΗΡΙΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ-ΚΑΤΑΤΑΞΗ

~ 7 ~

1. Τι είναι η κινητήρια μηχανή και τι είναι η ΜΕΚ ; 45-46Απ. Κινητήρια μηχανή είναι ένα σύνολο εξαρτημάτων που μπορούν να παράγουν ωφέλιμο έργο . Ανάλογα με την μορφή ενέργειας που καταναλώνουν οι κινητήριες μηχανές διακρίνονται σε :

θερμικές μηχανές( ΜΕΚ , ατμοστρόβιλοι και αεριοστρόβιλοι ) ηλεκτροκινητήρες

ΜΕΚ είναι η μηχανή που μετατρέπει την χημική ενέργεια του καυσίμου σε θερμική ενέργεια (με την καύση ) και μετά σε κινητική ενέργεια( με την εκτόνωση των καυσαερίων )

2. Πώς κατατάσσονταιοι κινητήριες μηχανές ανάλογα με . 46-47Απ.α. τον θερμικό κύκλο τους : 1) σε σταθερού όγκου με κύκλο Otto2) σε σταθερής πίεσης με κύκλο Dieselβ. τον κύκλο λειτουργίας:ι) σε δίχρονες ( Otto ή Diesel)ιι) σε τετράχρονες( Otto, Diesel, Wankel) ιιι) σε συνεχούς λειτουργίας ( αεριοστρόβιλοι )γ. το καύσιμο σε:1) βενζινοκινητήρες2) πετρελαιοκινητήρες3) αερίων καυσίμων4) μίγματος αλκοόλης5) μίγματος βιοκαυσίμωνδ. την κατασκευή και κίνηση του εμβόλου σε:ι) εμβολοφόρους παλινδρομικούςιι) περιστροφικούς ή Wankelε. τον αριθμό των κυλίνδρων σε:μονοκύλινδρους ή πολυκύλινδρουςστ. την διάταξη των κυλίνδρων σε:σειρά , διάταξη V και boxerσε αστέρος ( μόνο σε τανκς ή αεροπλάνα )ζ. την ψύξη του κινητήρα σε:υδρόψυκτους και αερόψυκτουςη. τον αριθμό των βαλβίδων σε:απλούς και πολυβάλβιδουςθ. τον χρονισμό των βαλβίδων σε:απλούς και μεταβαλλόμενου χρονισμούι. την πίεση του αέρα εισαγωγής σε: ατμοσφαιρικούς και υπερτροφοδοτούμενους

~ 8 ~

ια. τον τρόπο τροφοδοσίας:με καρμπυρατέρ ήσύστημα ψεκασμούιβ. τις στροφές ανά λεπτόσε:πολύστροφους ή αργόστροφουςιγ. την φορά περιστροφής σε: δεξιόστροφους ή αριστερόστροφουςιδ. την ισχύ του κινητήρα σε:μικρής ή μεγάλης ισχύοςιε. την χρήση τους σε:ξηράς , θαλάσσης και αέρος

3. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς το θερμικό κύκλο;Απ. Μηχανές σταθερής πίεσης (πετρελαιομηχανές ή μηχανές Diesel) Μηχανές έκρηξης ή σταθερού όγκου (βενζινομηχανές ή μηχανές Otto) Μηχανές μικτού κύκλου

4. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τους χρόνους λειτουργίας;Απ. Δίχρονες

Τετράχρονες Συνεχούς λειτουργίας (αεριοστρόβιλοι)

5. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τον τρόπο πλήρωσης της μηχανής με αέριο καύσιμο μίγμα;Απ. • Φυσικής εισπνοής με την κάθοδο του εμβόλου• υπερπληρούμενες

6. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς την ισχύ;Απ. • Απλής και διπλής ενέργειας• Μικρής, μέσης ή μεγάλης ισχύος

7. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς την ταχύτητα;Απ.

Βραδύστροφες 100 - 120 rpm(μηχανές πλοίων) Μέσου αριθμού στροφών 250 500 rpm (μηχανές πλοίων) Ταχύστροφες πετρελαιομηχανές 1.000 - 4.500 rpm (μηχανές φορτηγών και

αυτοκινήτων) Ταχύστροφες βενζινομηχανές αυτοκινήτων 3.500 - 7.000 rpm (μηχανές

αυτοκινήτων) Ταχύστροφες βενζινομηχανές αυτοκινήτων 7.000 rpm και άνω (μηχανές

αυτοκινήτων αγώνων)8. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς το καύσιμο;

Απ. Μηχανές βαρέων πετρελαίων(μαζούτ)

~ 9 ~

Μηχανές ελαφρών υγρών (diesel) Μηχανές βενζίνης Μηχανές φυσικών αερίων Μηχανές μικτού καυσίμου (5% πετρέλαιο, 95% αέριο)

9. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τα μέσα βελτίωσης της καύσης;Απ.• Με ή χωρίς στροβιλισμό• Μεγάλης ή μικρής περίσσειας αέρα

10. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τη φορά περιστροφής;Απ. Δεξιόστροφες Αριστερόστροφες Αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες

11. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τη προς τη ψύξη;Απ.

•Αερόψυκτες

•Υδρόψυκτες

12. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τη προς τον τρόπο έγχυσης του καυσίμου;Απ.

• Με εμφύσηση αέρα

• Με μηχανική έγχυση

• Με εξαέρωση

13. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τη προς τη χρήση τους;Απ.

Μηχανές ξηράς

Μηχανές θαλάσσης

Μηχανές αέρος

14. Πως κατατάσσονται οι ΜΕΚ ως προς τη προς τη διάταξη των εμβόλων;Απ.• Κατακόρυφες (Σχήμα 2.9)• Οριζόντιες (Σχήμα 2.10)• Τύπου boxer (Σχήμα 2.11)• Διάταξης V (Σχήμα 2.12)• Αντιθέτων εμβόλων (Σχήμα 2.13)• Αστεροειδής διάταξη ενός ή δύο αστέρων (Σχήμα 2.14 και 2.15)

~ 10 ~

Σχήμα 2.13: Μηχανή αντιθέτων εμβόλων

~ 11 ~

Σχήμα 2.15: Αστεροειδής μηχανή διπλού αστέρα

http://www.languageguide.org/english/vocabulary/car/