В своей повседневной жизни мы используем множество различных машин. Они помогают нам готовить и хранить продукты, передвигаться, работать и развлекаться. С раннего детства мы умеем пользоваться самыми разными машинами, механическими и автоматическими устройствами, но хорошо ли мы знаем, как они работают? Знаем ли мы, когда они были придуманы и как они устроены?

Узнавая больше о машинах и об их применении, не устаешь удивляться богатым возможностям и изобретательности человеческого разума!

Хотя человек всегда знал о существовании огня, который может возникать в природе естественным образом, людям потребовались тысячелетия для того, чтобы научиться самостоятельно добывать огонь и использовать его. В конце концов люди обнаружили, что если долго тереть друг о друга две деревянные палочки, то они в конце концов загораются, а если ударить друг о друга два камня, то иногда появляются искры.

Это открытие было одним из самых важных в истории человечества. Оно позволило человеку самому добывать огонь тогда, когда ему нужно, чтобы с помощью этого огня согреться, отпугнуть хищных зверей или приготовить пищу.

Способы получения огня развивались и совершенствовались: вслед за палочками люди научились использовать кремень, а спустя много тысяч лет - фосфор, с помощью которого огонь можно зажечь очень быстро. Умение добывать огонь позволило развиваться новым технологиям во многих областях человеческой деятельности: приготовление и хранение пищи, обработка металлов, изготовление стекла и керамики, обработка кожи, освещение, отопление и многое другое.

Технологии, с помощью которых человек изменял окружающий мир и делал его более удобным для себя, развивались у разных народов и использовались для многих целей.

Хорошим примером применения самых различных технологий служит обыкновенный жилой дом. Все части, из которых состоит дом, представляют собой природные материалы, преобразованные человеком при помощи технологий: кирпичные или бетонные стены, крыша из черепицы или металла, стекла в окнах, деревянные двери, металлические замки,

краска, которой выкрашены стены, электрические провода, водопроводные и канализационные трубы, а также

машины, использовавшиеся при строительстве дома, - все это искусственно созданные предметы. И за каждым из этих предметов стоят технологии и методы производства, которые развивались на протяжении многих веков.

У первых людей не было искусственного освещения: они просыпались с восходом солнца и ложились спать, как только темнело.

После того, как они научились добывать огонь, они могли после захода солнца еще несколько часов проводить при свете костра, прежде чем ложиться спать.

Кроме того, люди научились изготавливать факелы.

Факелы делали так: длинную и толстую палку с одного конца обматывали сухой травой и смазывали жиром, чтобы факел легко загорался и горел долго.

Первые лампы представляли собой сосуды из глины или металла. Их наполняли каким-нибудь горючим веществом, например растительным маслом.

В масло одним концом опускали фитиль, сделанный из растительных волокон; фитиль пропитывался маслом, и на другом его конце зажигали огонь. Позднее вместо масла в лампах стали использовать спирт и керосин, а в XIX веке появились газовые лампы. Но чаще всего для освещения использовали свечи, сделанные из воска, цилиндрической формы и с фитилем в сердцевине. Когда фитиль свечи поджигают, воск начинает плавиться и питает пламя, пока свеча полностью не сгорит.

На протяжении всей истории человек старался механизировать свой повседневный труд, чтобы затрачивать на него меньше усилий. Для этого он использовал устройства и механизмы, которые поначалу были очень простыми, но постепенно усложнялись, достигнув, наконец, того уровня технического совершенства, который мы видим в наши дни.

Так, самые первые механизмы, такие как мельница или плуг, приводились в движение силой воды, ветра или при помощи животных.

Машины - это устройства, созданные человеком для выполнения определенных задач и делающие работу и жизнь людей более удобными. Машины служат для того, чтобы преобразовывать энергию.

Те части машины, которые обеспечивают ее функционирование, называются механизмами.

Машины бывают простыми, такими как обычный блок, и сложными, такими как компьютер. Некоторые машины, после того как их придумают и сконструируют, могут работать без участия человека, как, например, водяная или ветряная мельница; а некоторыми машинами, например, подъемным краном, управляет человек-оператор.

Простейшие механизмы — это устройства, способные преобразовывать приложенное к ним усилие, меняя его направление и величину. Основные простейшие механизмы - это рычаг, блок, ворот и наклонная плоскость.

Рычаг - это жесткая планка, которая может поворачиваться относительно одной точки - так называемой точки опоры. На эту планку действуют две силы - сила приложения и сила сопротивления. Блок представляет собой колесо, закрепленное на оси и вращающееся вокруг нее. В ободе колеса имеется выемка, по которой проходит веревка. Блоки обычно используют для поднятия грузов. Ворот - это цилиндр, вращающийся вокруг своей оси. При вращении ворота на него наматывается веревка, прикрепленная к нему одним концом, а на другом конце этой веревки может также быть закреплен груз. Наклонная плоскость - это плоская поверхность, расположенная под углом к поверхности земли. Она используется для того, чтобы передвигать тяжелые предметы, используя силу тяжести, которая заставляет их скользить или катиться вниз по этой наклонной поверхности.

Молоть зерно для того, чтобы получить муку, - это задача, с которой люди научились справляться уже очень давно. Самый простой, но давно устаревший способ — положить зерна на плоский камень и ударять по ним чем-нибудь тяжелым, например другим камнем, и таким образом измельчать их. Изобретение мельницы позволило осуществлять эту тяжелую работу за счет силы ветра или воды. У ветряной мельницы есть огромные лопасти, которые называют крыльями. Ветер толкает крылья, заставляя их вращаться, и их вращение передается на ось, к которой они прикреплены. При помощи системы зубчатых колес вращение передается с горизонтальной оси на вертикальную, а вертикальная ось вращает тяжелый жернов, который и измельчает зерно.

Для того, чтобы велосипед двигался, ему необходимо приложение мускульных усилий, так же как и роликовым конькам или самокату. Другими словами, энергию для движения этим механизмам дает человек.

Таким образом, можно сказать, что человек, едущий на велосипеде, сам является его двигателем. Если же установить на велосипед настоящий двигатель, то это будет уже не велосипед, а мотороллер.

Существует много механизмов, которым для работы необходимы человеческие усилия; например, ручной ткацкий станок, гончарный круг, ручная или ножная швейная машинка, планер и многие другие.

Двое британских механиков, англичане Томас Ньюкамен и Томас Сэвери, вместе работали над тем, чтобы усовершенствовать машину для выкачивания подземных вод, которую изобрел и запатентовал Сэвери. В результате их совместной работы в 1705 году появилась первая машина, которая приводилась в движение при помощи пара. Это была так называемая атмосферная машина, и хотя она была практична и эффективна, ею нужно было пользоваться очень осторожно из-за постоянной опасности взрывов и аварий.

До изобретения паровой машины все механизмы приводились в движение либо при помощи животных, либо при помощи воды или ветра, и это был первый механизм, не зависевший от этих источников энергии.

Паровая машина преобразует тепловую энергию в механическую, используя при этом силу водяного пара.

Тепло, получаемое при сгорании угля, нефти или другого топлива, нагревает воду, которая находится в котле, и превращает ее в пар.

При помощи распределительного клапана пар попадает в цилиндр, в котором находится поршень. Давление пара заставляет поршень двигаться от одного конца цилиндра к другому. При помощи шатунного механизма движение поршня передается на ось, и она начинает вращаться. К оси присоединяется колесо или другие рабочие части механизма, которые от ее вращения тоже начинают двигаться.

Машины — это часть нашей повседневной жизни. Машины необходимы нам и для работы, и для передвижения, и для общения на расстоянии, и иногда даже во время отдыха.

В наше время существует огромное количество разных типов машин. Есть сельскохозяйственные машины - тракторы, комбайны, молотилки и многие другие, используемые для работы в поле. В промышленном производстве используются огромные станки, транспортировочные ленты, валики, конвейеры автоматической сборки и т. д.

Дома мы пользуемся бытовыми приборами, персональными компьютерами, разнообразными инструментами. Ученые для своих исследований используют микроскопы, телескопы, радары, космические аппараты. Когда мы отдыхаем, мы смотрим телевизор, катаемся на велосипеде, слушаем музыкальные записи и так далее. Машины не только сами по себе являются частью нашей жизни: благодаря машинам мы также имеем возможность пользоваться массой необходимых предметов. Книги, часы, очки, одежда, лампы и многие другие предметы изготавливаются при помощи машин.

Электрические приборы, которые помогают нам выполнять работу по дому, то есть служат нам в быту, называются бытовыми приборами. Бытовыми приборами являются, например, тостер, стиральная машина, кухонная плита, холодильник, миксер, соковыжималка, вентилятор и т. п.

Например, посудомоечная машина - очень полезный бытовой прибор. Ее изобрели в 1940 году, и она служит для мытья тарелок, чашек, вилок и другой посуды. В нее помещают грязную посуду, и машина моет ее при помощи больших вращающихся лопастей, из которых бьют струи воды под сильным напором.

Внутри стиральной машины находится механизм, приводимый в движение электричеством. Этот механизм вращает барабан — емкость цилиндрической формы, в которую складывают одежду для стирки. Также в стиральной машине есть специальное отделение, в которое кладут стиральный порошок; потом этот порошок растворяется в воде, которая поступает в машину.

Таким образом, вращаясь в барабане, заполненном водой с растворенным в ней стиральным порошком, одежда очищается от грязи.

Вообще печью называется устройство, внутри которого создается высокая температура и которое служит для нагревания чего-либо. Также печью называется и бытовой прибор, который используется для того, чтобы разогревать или готовить еду. Для того, чтобы нагреваться, то есть производить тепло, любая печь нуждается в топливе или в электрической энергии - всем известны газовые и электрические кухонные печи.

Микроволновая печь отличается от них: внутри нее находится прибор под названием магнитрон, который излучает электромагнитные волны, вызывающие нагревание внутреннего пространства печи, достаточное для того, чтобы готовить пищу. У таких печей много преимуществ: пища в них готовится очень быстро, в них можно размораживать продукты, и, кроме того, они не нагреваются снаружи.

Сушилка - это машина для сушки одежды.

В сушилке можно высушить несколько килограммов одежды за очень короткое время. Это возможно благодаря турбине с электрическим двигателем, которая создает внутри сушилки поток горячего воздуха.

Сушилки бывают двух видов: одни сделаны в виде шкафа, и в них можно вешать одежду для просушки; в других одежда сушится, вращаясь в барабане, как в стиральной машине. Существуют также стиральные машины со встроенной сушилкой.

Мы в своих домах используем воду, взятую из рек и озер. Сначала природная вода проходит через очистные сооружения, где ее обрабатывают, чтобы сделать пригодной для потребления, а затем по водопроводным трубам поступает в дома. Водопроводный кран - это механизм, который позволяет нам открывать и закрывать проход воде из водопровода. Когда крутят ручку крана, внутри него движется специальный болт, который открывает или закрывает отверстие, через которое проходит вода. Поскольку все части крана постоянно соприкасаются с водой, они делаются из нержавеющих материалов, которые от воды не портятся.

После того, как вода была использована в домах или на производстве, она поступает в канализацию. Обычно эта вода бывает очень сильно загрязненной, поэтому, прежде чем она вновь вернется в реки и моря, ее необходимо очистить. Для этого воду пропускают через очистные сооружения, или, как их еще называют, установки для очистки канализационных вод

На очистных сооружениях загрязненную воду обрабатывают в три этапа. Сначала происходит механическое очищение: воду очищают от грязи, мусора и пены. Затем происходит биологическое очищение: это значит, что в воду добавляют специальные бактерии, которые разлагают вещества, загрязняющие воду. И, наконец, осуществляется химическое очищение: в воду добавляют химические вещества, которые уменьшают содержание фосфатов и других вредных загрязняющих веществ.

Дверной замок - это механизм, который позволяет нам открывать и закрывать дверь при помощи специального инструмента - ключа.

Корпус замка имеет форму цилиндра, внутри которого находится другой, подвижный цилиндр - патрон. У корпуса и патрона есть несколько общих вертикальных отверстий, в которых находятся штифты - металлические стержни, состоящие из двух частей и прижатые пружинами; штифты блокируют патрон и не дают ему поворачиваться. Когда в патрон вставляется ключ, штифты принимают такое положение, что то место, где каждый из них разделяется на две части, в точности совпадает с границей между корпусом и патроном. Таким образом, патрон теперь можно повернуть при помощи ключа. Поворачиваясь, патрон приводит в движение язычок замка, а язычок приводит в действие запорный механизм, который открывает или закрывает дверь.

Инструмент для письма, который мы называем шариковой ручкой, был придуман венгерским изобретателем по имени Ладислав Жозеф Биро, в 1939 году.

В отличие от перьевых ручек, в которых используются жидкие чернила, в шариковой ручке чернила густые, напоминающие пасту, поэтому они не расплываются на бумаге. Стержень шариковой ручки представляет собой трубку, наполненную этими густыми чернилами. На конце стержня находится маленький металлический шарик; если вести концом ручки по бумаге, то этот шарик вращается. Таким образом чернила из стержня, которыми смачивается шарик с внутренней стороны, при его вращении оказываются снаружи и попадают на бумагу.

Часы - это устройство для отсчета времени. Существует много разных видов часов: солнечные, песочные, водяные, механические, кварцевые и электронные.

Электронные часы показывают время не при помощи стрелок и циферблата, а обозначают его цифрами на экране. Механизм таких часов представляет собой соединение различных электронных деталей - диодов, транзисторов и т. п., плюс жидкокристаллический экран.

На экране высвечиваются цифры, обозначающие время, а иногда и день недели, число и месяц, а также обозначения многочисленных функций, которые могут выполнять часы: будильник, таймер, секундомер и т. п.

Термометр — это инструмент для измерения температуры. Его изобрел Галилео Галилей, он изготовил первый термометр в 1592 году.

Всем нам знаком медицинский термометр, или градусник, который используют для измерения температуры тела человека и животных. Его устройство довольно просто: термометр сделан из стекла, на одном из его концов в стекле имеется полость-резервуар, заполненная ртутью. Когда ртуть нагревается, она расширяется, как и все вещества при нагревании, и поднимается из резервуара по тонкому отверстию-капилляру, проходящему внутри стекла по всей длине термометра. Вдоль капилляра нанесена температурная шкала, и по тому, какой отметки шкалы достигает ртутный столбик, мы и узнаем, до какой температуры нагрелась ртуть. Существуют также электронные термометры, которые показывают температуру при помощи цифр на маленьком встроенном экране.

Дома нам часто приходится выполнять различные ремонтные работы: вешать на стены картины и книжные полки, собирать и чинить мебель, вставлять замки и т. п. Для этого нам необходимы специальные инструменты: молоток, клещи, плоскогубцы, отвертка и многое другое. Среди этих инструментов есть и более сложные, такие как электродрель или электрическая пила, которые значительно облегчают подобную работу.

Электродрель - это электрический инструмент, предназначенный для того, чтобы сверлить отверстия в стенах, а также в других поверхностях - металлических, деревянных и т. д. Электродрель имеет специальный наконечник, в который вставляется сверло - металлический стержень особой формы. Чтобы просверлить отверстие, например в стене, дрель приставляют концом сверла к нужной точке и включают; сверло начинает очень быстро вращаться, и за счет этого вращения оно врезается в стену и проделывает в ней отверстие.

Лиофилизация - это процедура, применяемая для длительного хранения пищевых продуктов. Она заключается в том, что из продуктов удаляют воду при помощи замораживания и обезвоживания, после чего они могут храниться очень долго без специальных условий. Обработанные таким образом продукты очень удобно брать с собой, отправляясь в длительную экспедицию по малонаселенной местности, потому что они не испортятся ни при низкой, ни при высокой температуре. Эта технология также применяется в медицине для хранения вакцин, сывороток и плазмы.

Быстрое замораживание - это технология обработки пищевых продуктов при помощи холода с целью их длительного хранения.

Продукты подвергают воздействию очень низкой температуры в течение очень короткого времени. В результате жидкость, содержащаяся в продуктах, затвердевает, превращается в мельчайшие ледяные кристаллы.

Когда потом продукты размораживают, происходит обратный процесс: твердое вновь становится жидким, то есть лед превращается в воду.

Поскольку замораживание происходит очень быстро, удается избежать процессов разрушения, которые происходят в продуктах при обычном, постепенном замораживании. Однако, несмотря на это, некоторые продукты даже при быстром замораживании могут терять часть своих свойств. И, конечно же, если такие продукты разморозить, то необходимо употребить их как можно скорее и ни в коем случае нельзя их снова замораживать.

Один из способов хранения пищевых продуктов - это упаковывание их в банки, пакеты и другие герметично закрытые емкости. Если продукты просто упаковать, то внутри упаковки может оказаться воздух, который оказывает разрушающее воздействие и может испортить продукты, сделать их непригодными для употребления. Поэтому из емкости, в которую упакован продукт, необходимо удалить воздух, а процедура его удаления называется вакуумной упаковкой.

Существует еще особый вид упаковки, который используется в основном для хранения соков и молочных продуктов и называется «тетра-брик». Помимо того, что из такой упаковки удаляется воздух, с внутренней стороны в ней имеется тончайшее алюминиевое покрытие, которое не пропускает свет: ведь свет, как и воздух, тоже может ускорять процессы разложения и быть причиной порчи продуктов.

В принципе абсолютно любые пищевые продукты можно заморозить: как сырые продукты - овощи, мясо или рыбу, так и готовую еду. Однако некоторые свежие продукты, например фрукты и яйца, обычно не замораживают: после замораживания они теряют качество и изменяют вкус. А с рыбой и мясом такого не происходит, поэтому их обычно хранят в замороженном виде.

Замороженные продукты могут храниться в морозильной камере не портясь примерно в течение 6 - 12 месяцев.