ΕΡΓΑΛΕΙΑ  &  ΜΗΧΑΝΕΣ

ΕΡΓΑΛΕΙΑ

Είναι απλά όργανα που λειτουργούν με τη μυϊκή δύναμη του ανθρώπου και διευκολύνουν τη χειρωνακτική εργασία πετυχαίνοντας καλύτερο αποτέλεσμα.

Με την κατάλληλη επιλογή και σωστή χρησιμοποίηση των εργαλείων, οι χειριστές τους γίνονται πιο ικανοί και αποτελεσματικοί, γιατί πετυχαίνουν στην εκτέλεση κάποιας εργασίας μεγαλύτερη απόδοση, ταχύτητα και ασφάλεια.

Με το πέρασμα του χρόνου και την εξέλιξη της τεχνολογίας, τα εργαλεία συνεχώς βελτιώνονται (το υλικό κατασκευής τους, η ακρίβεια τους κ.α.) με αποτέλεσμα να εκτελούνται οι εργασίες πιο εύκολα και αποδοτικά.

Τα είδη των εργαλείων είναι πάρα πολλά, αφού οι ανάγκες που πρέπει να εξυπηρετήσουν είναι πολλές και διαφορετικές αλλά και συνεχώς οι κατασκευαστές εφευρίσκουν νέα εξειδικευμένα σχέδια και υλικά.

Τα εργαλεία διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες, ανάλογα με τον τομέα της τεχνολογίας που εξυπηρετούν (μηχανολογικά, ηλεκτρολογικά, ιατρικά, γεωργικά κλπ) ή ανάλογα του υλικού που κατεργάζονται (ξύλου, μετάλλων, γυαλιού κλπ) αλλά κυρίως ανάλογα με το σκοπό για τον οποίο χρησιμοποιούνται.

1. ΚΡΟΥΣΤΙΚΑ : Είναι τα εργαλεία που με γρήγορη και δυνατή κίνηση

καταφέρνουν δυνατό χτύπημα σε υλικό ή εξάρτημα. Διαθέτουν λαβή για κράτημα και κεφαλή για το τελικό χτύπημα.

• Σφυριά
• Σκεπάρνι
• Τσεκούρια
• Αξίνα , γκασμάς.

2. ΚΟΠΤΙΚΑ: Είναι τα εργαλεία που συνδυάζουν λεπίδα (ευθύγραμμη ή οδοντωτής) και λαβής.

• Μαχαίρια
• Ψαλίδια (χαρτιού, μετάλλου κλπ)
• Πριόνια (ξύλου, μετάλλου κλπ)
• Σέγα
• Δρεπάνι

3. ΔΙΑΤΡΗΤΙΚΑ: Είναι τα εργαλεία που ανοίγουν τρύπες σε διάφορα υλικά.

• Σουβλί (αιχμηρό σα βελόνα, εκτοπίζει το υλικό χωρίς να το αφαιρεί)
• Τρυπάνι (δράπανο): με περιστροφή αφαιρεί το υλικό και αφήνει τρύπα.

4. ΑΠΟΞΕΣΤΙΚΑ: Είναι τα εργαλεία που αφαιρούν υλικό επιφανειακά.

• Λίμα (έχει πολυάριθμα μικρά δόντια, αφαιρεί ελάχιστο υλικό σιγά-σιγά & κάνουν πιο λείες επιφάνειες
• Πλάνη (κοφτερή λεπίδα, στερεωμένη σε ξύλινη λαβή για το ξεφλούδισμα ξύλινης επιφάνειας)
• Κοπίδι ή σμίλη ή σκαρπέλο (αφαιρούν κομμάτια ξύλου από κάποιο υλικό (ξύλο, μάρμαρο) αφού χτυπηθούν με κάποιο είδος σφυριού.

5. ΧΕΙΡΙΣΜΟΥ: Είναι τα εργαλεία που κάνουν πιο αποτελεσματικά εργασίες που μπορεί να κάνει το ανθρώπινο χέρι.

• Λαβίδες, τανάλιες, πένσες (συγκρατούν ή πιάνουν αντικείμενα για καλύτερο χειρισμό. Μπορούν να κάνουν πιο λεπτούς χειρισμούς από το χέρι)
• Κατσαβίδι (κομμάτι μετάλλου με αιχμηρή άκρη & χειρολαβή, για εισαγωγή βίδας σε κάποιο υλικό. Διακρίνονται σε απλά & στραβοκατσάβιδα.
• Κλειδιά (κομμάτι μετάλλου με ανοίγματα-εγκοπές ή θήκες, για βίδωμα βιδών με πολυγωνική κεφαλή. Υπάρχουν διάφορα μεγέθη και είδη.
• Κάβουρας (κλειδί με μεταβαλλόμενο άνοιγμα για ποικιλία μεγέθους βιδών)
• Μέγγενη (συγκρατεί υλικά για να γίνει κάποια εργασία σε αυτά)

6. ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ, ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ & ΣΗΜΑΔΕΜΑΤΟΣ: Είναι εργαλεία που μετρούν διαστάσεις και κλίσεις καθώς και σημαδεύουν τα σημεία όπου θα γίνουν εργασίες.

• Χάρακας (μετράει μικρές αποστάσεις και χαράζει ευθείες γραμμές)
• Μέτρο, μετροταινίες (μετράει μεγάλες αποστάσεις)
• Μοιρογνωμόνιο
• Διαβήτης (μεταφέρει αποστάσεις από ένα σημείο σε ένα άλλο και χαράζει κύκλους)
• Παχύμετρο (μετράει με μεγάλη ακρίβεια το πάχος υλικών)
• Νήμα στάθμης (ελαφρύ νήμα με βαρίδι που ελέγχει κατακόρυφη διεύθυνση)
• Αλφάδι (ελέγχει & προσδιορίζει την  οριζόντια  διεύθυνσης)
• Γωνίες – τρίγωνα (ελέγχει &προσδιορίζει καθετότητα ή 45°,60°)

ΜΗΧΑΝΕΣ

Μηχανή είναι μια συσκευή που η λειτουργία της αποδίδει έργο, χρησιμοποιώντας μια ορισμένη μορφή ενέργειας. Από άποψη κατασκευής, διακρίνονται στις απλές όπως μοχλός, τροχός, κεκλιμένο επίπεδο, βαρούλκο, τροχαλία κλπ και στις σύνθετες που χρησιμοποιούν διάφορες άλλες μορφές ενέργειας όπως ηλεκτρική, θερμική κλπ και έχουν πολύπλοκη κατασκευή, όπως γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος με υδατόπτωση, πλυντήριο, καυστήρας κα

Είδη μηχανών:   Ανάλογα με την ενέργεια που χρησιμοποιούν για να λειτουργήσουν, οι μηχανές χωρίζονται σε:

1. Μυϊκές ή απλές: βαρούλκο, ραπτομηχανή, ζωάμαξα κλπ
2. Υδραυλικές: νερόμυλος, υδροστρόβιλος παραγωγής ρεύματος κλπ
3. Θερμικές: α) ατμομηχανές: τραίνου, πλοίου κλπ

Β) εσωτερικής καύσης: αυτοκινήτου, μοτοσικλέτας κλπ

4. χημικές : μπαταρίες
5. ηλεκτρικές: ανεμιστήρας, μίξερ κλπ
6. Αιολικές: ανεμόμυλος, ανεμογεννήτριες κλπ
7. πυρηνικές: πυρηνικοί αντιδραστήρες

      ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η ενέργεια είναι σημαντικό να μελετηθεί, γιατί αποτελεί την αιτία που κινεί τον κόσμο μας. Ενέργεια είναι η ικανότητα που έχει ένα σώμα παράγει έργο. Ότι και να κάνουμε χρησιμοποιούμε ενέργεια.

Στο σπίτι καταναλώνουμε ενέργεια για να το φώς, τη θέρμανση, την ψύξη ή το μαγείρεμα. Ενέργεια χρειάζεται τη λειτουργία μιας βιομηχανίας, την κατασκευή ενός κτηρίου, την κίνηση ενός αεροπλάνου ή ενός τρένου. Χωρίς την ενέργεια (για θέρμανση, κίνηση κλπ) είναι αδύνατη η διατήρηση του ανθρώπου στη  ζωή στις σύγχρονες κοινωνίες.

Η μεγάλη κατανάλωση ενέργειας που οφείλεται στις σύγχρονες τεχνολογίες παραγωγής της βιομηχανίας, των μεταφορών και των επικοινωνιών, έχει οδηγήσει στο λεγόμενο ενεργειακό πρόβλημα.

Η ενέργεια που παράγεται προέρχεται από διάφορες πηγές. Οι πηγές ενέργειας διακρίνονται σε μη ανανεώσιμες, ανανεώσιμες και ανεξάντλητες.

• Οι μη ανανεώσιμες βρίσκονται σε περιορισμένα αποθέματα και αν τελειώσουν δεν μπορούν να αντικατασταθούν, όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και το κάρβουνο.
• Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι κάποια είδη φυτών, γεωργικά υπολείμματα, τα απόβλητα των κτηνοτροφικών & πτηνοτροφικών μονάδων κ.α. που μπορούν να καλλιεργηθούν και να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμη ύλη (βιοκαύσιμα, βιοαέριο κλπ)
• Ανεξάντλητες πηγές ενέργειας είναι η ενέργεια του ήλιου(ηλιακή), του αέρα (αιολική) και του νερού (υδροηλεκτρική).

Η ενέργεια μπορεί να έχει διάφορες μορφές. Μορφές ενέργειας είναι:

• Μηχανική (δυναμική & κινητική) από κινούμενα σώματα και μηχανές
• Φωτεινή ή ακτινοβολίας (ήλιος)
• Θερμική (ξύλα που καίγονται)
• Χημική (από μόρια ουσιών, όπως πετρέλαιο- μπαταρίες)
• Ηλεκτρική (ηλεκτρικό ρεύμα)
• Πυρηνική (από διάσπαση πυρήνων ατόμων, π.χ. ουρανίου)

Για να αξιοποιηθεί η ενέργεια είναι απαραίτητη η διαδικασία της μετατροπής, γιατί με αυτόν τον τρόπο μπορεί να παραχθεί έργο. Για την μετατροπή χρησιμοποιούνται τα εργαλεία και οι μηχανές που αναφέρθηκαν στην προηγούμενη ενότητα. Μερικά παραδείγματα μετατροπής μιας μορφής ενέργειας σε μια άλλη είναι:

• Η μηχανική σε ηλεκτρική μέσω γεννητριών
• Η ηλεκτρική σε μηχανική με ηλεκτρικούς κινητήρες (π.χ. μίξερ)
• Η χημική σε ηλεκτρική με μπαταρίες
• Η χημική σε θερμική και μηχανική με τον κινητήρα του αυτοκινήτου.
• Η φωτεινή σε ηλεκτρική με τους ηλιακούς συλλέκτες.
• Η ηλιακή ακτινοβολία σε χημική από φυτά με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.

ΙΣΧΥΣ

 Η ισχύς είναι η ποσότητα έργου που παράγεται στη μονάδα του χρόνου, εκφράζει δηλαδή το ρυθμό παραγωγής έργου.

Το ίδιο έργο μπορεί να παραχθεί πιο γρήγορα (μεγάλη ισχύς) ή πιο αργά (μικρή ισχύς). Για  παράδειγμα,  ο ελκυστήρας, μπορεί να εκτελέσει έργο που σε άλλες εποχές έκαναν πολλά άλογα με πολύ διαφορετικούς χρόνους

ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ

Μέσο μεταφοράς αποτελεί οποιαδήποτε τεχνολογία χρησιμοποιείται για την μετακίνηση ανθρώπων και προϊόντων από το ένα μέρος στο άλλο.

Τα σύγχρονα μέσα μεταφοράς χρησιμοποιούν διάφορες μορφές ενέργειας όπως τη μυϊκή( πχ ποδήλατο) , την αιολική (πχ ιστιοφόρο), την χημική ενέργεια από την κατανάλωση καυσίμων που μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια (πχ αεροπλάνα, φορτηγά, τρένα, αυτοκίνητα κα).

Για να λειτουργήσει η σύγχρονη κοινωνία, πολλά πράγματα πρέπει να διακινηθούν. Η ανάγκη για μεταφορά αγαθών είναι προφανής, αν σκεφτούμε ότι οι πρώτες ύλες και η παραγωγή προϊόντων είναι άνισα κατανεμημένες στις διάφορες χώρες. Οι μεταφορές αποτελούν ολοένα μεγαλύτερο κομμάτι της ζωής μας. Είναι ένας μεγάλος και πολύπλοκος τομέας που μπορεί για λόγους ευκολίας να ταξινομηθεί σε ομάδες:

• Χερσαίες μεταφορές

Οι χερσαίες μεταφορές εμπορευμάτων και επιβατών γίνονται κυρίως με αυτοκίνητα και τρένα. Τα οδικά και σιδηροδρομικά δίκτυα συνεχώς πυκνώνουν διατρέχοντας την επιφάνεια αλλά και το υπόγειο μέρος της γης.

Στα χερσαία μέσα μεταφοράς συμπεριλαμβάνονται εκτός από το αυτοκίνητο, το τρένο, το λεωφορείο, το φορτηγό, το δίκυκλο, το ποδήλατο, αλλά και ο ανελκυστήρας, οι κυλιόμενες σκάλες κλπ για μεταφορές χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι τρακτέρ, αυτοκίνητα-ψυγεία, ανυψωτικά μηχανήματα, κοντέινερ κλπ.

• Θαλάσσιες μεταφορές

Οι μεταφορές μέσω του νερού, κυρίως του θαλασσινού αλλά και των ποταμών ή των λιμνών χάνονται στα βάθη του χρόνου. Τα πρώτα πλωτά μέσα ήταν ξύλινες βάρκες που κινούνταν με κουπιά ή πανιά. Ακολούθησαν τα ιστιοφόρα που σταδιακά εξελίχθηκαν και επέτρεψαν στους μεγάλους θαλασσοπόρους της Ευρώπης μεγάλα ταξίδια εξερευνήσεων στην Αφρική, την Ασία και την Αμερική. Μετά  την ανακάλυψη της ατμομηχανής χρησιμοποιήθηκαν τα σιδερένια ατμοκίνητα πλοία. Τα περισσότερα πλοία σήμερα χρησιμοποιούν σύγχρονο ηλεκτρονικό εξοπλισμό και εξυπηρετούν το μεγαλύτερο μέρος του  διεθνούς εμπορίου.

Τα είδη πλωτών μέσων περιλαμβάνουν χοβερκραφτ, παγοθραυστικά, αεροπλανοφόρα, φορτηγά πλοία για μεγάλα φορτία, δεξαμενόπλοια, πλοία ρυμουλκά, υποβρύχια κλπ

• Εναέριες μεταφορές

Σήμερα τα αεροσκάφη είναι τα ταχύτερα μέσα μεταφοράς αφού κινούνται ανεξάρτητα από την διαμόρφωση του εδάφους γι΄αυτό και η χρήση τους έχει αυξηθεί σημαντικά. Μεταφέρουν κυρίως επιβάτες αλλά και ευαίσθητα εμπορεύματα μεγάλης αξίας και μικρού όγκου.

Στα είδη αεροσκαφών περιλαμβάνονται:

• Αεροσκάφη με σταθερά φτερά (αεροπλάνα)
• Αεροσκάφη με περιστρεφόμενα φτερά (ελικόπτερα)
• Αερόστατα

Με τα μέσα μεταφοράς εξυπηρετούνται και δραστηριότητες όπως:

• Φωτογραφήσεις απομακρυσμένων περιοχών
• Έλεγχος αυτοκινητόδρομών
• Ψεκασμός καλλιεργειών

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Οι άνθρωποι επικοινωνούν μεταξύ τους με κινήσεις, τον λόγο, την εικόνα και τη γραφή. Κάθε μέρα, κάθε στιγμή , τα ζωντανά πλάσματα επικοινωνούν μεταξύ τους, δηλαδή ανταλλάσουν πληροφορίες.

Όλες οι μορφές επικοινωνίας περιλαμβάνουν ένα πομπό, ένα δέκτη και το μήνυμα που μεταβιβάζεται, ενώ απαραίτητος είναι ένας κώδικας επικοινωνίας και το μέσον που προσφέρει η τεχνολογία. Για παράδειγμα, δύο άνθρωποι συζητούν, ένας είναι ο πομπός, ο άλλος είναι ο δέκτης, το θέμα συζήτησης αποτελεί το μήνυμα που μεταδίδεται μέσω του αέρα και ο κώδικας επικοινωνίας είναι η γλώσσα που χρησιμοποιούν. Η δυσκολία επικοινωνίας αυξάνεται, όταν οι άνθρωποι είναι πολλοί ή οι αποστάσεις είναι μεγάλες. Στις περιπτώσεις αυτές είναι απαραίτητα τα τεχνολογικά μέσα ( μεγάφωνα, μικρόφωνα) για να υπάρξει δυνατότητα επικοινωνίας.

Η επικοινωνία είναι μια από της βασικές ανάγκες του ανθρώπου. Σε όλη τη διάρκεια της πορείας του πάνω στη γη χρησιμοποίησε σε μεγάλο βαθμό και τη μη λεκτική επικοινωνία, δηλαδή τα μηνύματα που στέλνει με τη στάση του σώματος, την εμφάνισή του και τις χειρονομίες που κάνει. Μια από τις πρώτες μαρτυρίες επικοινωνίας είναι τα σχέδια των που οι προϊστορικοί  άνθρωποι ζωγράφιζαν στα σπήλαια, εδώ και 17.000 χρόνια. Η εμφάνιση της γραφής, περίπου το 3.000 π.Χ., αποτελεί το βασικό μέσω επικοινωνίας.

Ένας συνηθισμένος τρόπος επικοινωνίας σε όλο τον αρχαίο κόσμο, που ήταν σε χρήση μέχρι τα μεσαιωνικά χρόνια, ήταν η μετάδοση φωτεινών σημάτων κατά τη διάρκεια της νύχτας με φωτιές (φρυκτωρίες). Η αλληλογραφία, ένας πανάρχαιος τρόπος επικοινωνίας που είναι πολύ διαδεδομένος μέχρι σήμερα χρησιμοποίησε μια ποικιλία υλικών και μέσων (πηλός, πάπυρος, όστρακα, κυρωμένο σανίδι, χαρτί κα). Ο τρόπος διακίνησης των επιστολών είναι επίσης διαφορετικός σε κάθε εποχή (αγγελιοφόροι στα αρχαία χρόνια, ταχυδρομεία και ηλεκτρονικά μέσα σήμερα).

Από τα μέσα της δεκαετίας του 1960 άρχισε η ραγδαία ανάπτυξη των επικοινωνιών. Ο κόσμος έμοιαζε να μικραίνει και οι ειδικοί προέβλεπαν ότι οι γη θα γινόταν ‘’παγκόσμιο χωριό’’ . Τα υπερατλαντικά τηλεφωνήματα έγιναν πραγματικότητα και η τηλεόραση συναγωνιζόταν το ραδιόφωνο και τον τύπο. Σήμερα, στο ξεκίνημα τις νέας χιλιετίας οι περισσότερες χώρες του κόσμου έχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο, ενώ μια τεράστια ποικιλία από συσκευές επικοινωνίας που ολοένα εμπλουτίζεται έχουν συμπιέσει τους χρόνους και τις αποστάσεις. Περισσότεροι από 200 τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι γύρω από τη γη μεταφέρουν χιλιάδες τηλεοπτικές κλήσεις και τηλεοπτικά σήματα. Μερικά από τα μέσα επικοινωνίας που είναι συνυφασμένα με την καθημερινή μας ζωή είναι: τα βιβλία, οι εφημερίδες, η φωτογραφία, ο κινηματογράφος, ο τηλέγραφος, το ραδιόφωνο, η τηλεόραση, τα δίκτυα τηλεπικοινωνιών, η διαφήμιση, ο ηλεκτρονικός υπολογιστής κ.α.

ΓΕΩΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

      Οι πρωτόγονοι γεωργοί άνοιγαν τρύπες στο χώμα με μπαστούνια και έσπερναν. Αργότερα διαπίστωσαν ότι η σπορά σε αυλάκια ήταν πιο γρήγορη. Έφτιαχναν τα αυλάκια οργώνοντας το χώμα με ένα κούτσουρο. Στην εποχή του χαλκού (3000πΧ-1400πΧ) οι γεωργοί χρησιμοποιούσαν ξύλινα άροτρα. Αυτά τα έσερναν βόδια και είχαν μια ορειχάλκινη μύτη για να ανοίγουν αυλάκια. Είναι περίεργο που ο άνθρωπος χρειάστηκε τόσο καιρό για να βρει ένα τρόπο να σπέρνει γρηγορότερα. Αυτό έγινε το 1701 όταν ο Τζέθριου Ταλ έφτιαξε τη γνωστή σπαρτική μηχανή του Ο σπόρος έπεφτε από τους σωλήνες στ΄αυλάκια, καθώς η μηχανή προχωρούσε.

Στα 1847 ο Mc Cormic στις ΗΠΑ έφτιαξε την πρώτη θεριστική μηχανή. Όπως όλα τα γεωργικά μηχανήματα εκείνης της εποχής σέρνονταν με άλογα. Ατμοκίνητα τρακτέρ χρησιμοποιήθηκαν σε μερικές περιοχές και ιδιαίτερα στην Αμερική. Τα πετρελαιοκίνητα τρακτέρ άρχισαν να δοκιμάζονται μετά το 1890. Στις αρχές του 1900 οι μηχανές αντικατέστησαν σιγά-σιγά τα ζώα.

Σε ένα σύγχρονο αγρόκτημα οι μηχανές κάνουν τις περισσότερες εργασίες. Θεριζοαλωνιστικές μηχανές κόβουν και αλωνίζουν τα σιτηρά. Τρακτέρ, άροτρα, σβάρνες οργώνουν, σβαρνίζουν και σκορπίζουν την κοπριά.

Υπάρχουν μηχανές χορτοκοπτικές, μηχανές που ξεριζώνουν δέντρα και μηχανές που αρμέγουν.

Στη δεκαετία του 1960 ένας μεγάλος σταθμός ξεκίνησε, η λεγόμενη πράσινη επανάσταση στον τομέα της γεωργίας. Είναι η οργανωμένη προσπάθεια για την αύξηση της παραγωγής τροφίμων με την καλλιέργεια σιτηρών στις αναπτυσσόμενες κυρίως χώρες. Η  πράσινη επανάσταση βασίστηκε στη χρήση των υβριδίων που είναι νέες ποικιλίες φυτών με μεγάλες αποδόσεις στην παραγωγή και άλλα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν ενισχυμένα χημικά λιπάσματα και φυτοφάρμακα.

Η βιομηχανία τροφίμων σήμερα έχει δημιουργήσει ποικιλία ειδών διατροφής, όπως  κρασιών, τυριών, μπύρας, γιαουρτιών κλπ, προσθετικών ουσιών, όπως χρωστικές, γλυκαντικές ουσίες και νέα είδη διατροφής, πατάτες με λιγότερο άμυλο που δεν μαυρίζουν, ντομάτες που αργούν να αλλοιωθούν, μπιφτέκια από τροποποιημένη σόγια κ.α.