Ми пояснюємо, що таке важіль, сили, які він використовує, і змінні, які слід враховувати. А також типи важелів і приклади.
Що таке важіль?
Важіль — це проста машина, тобто пристрій, здатний змінювати або генерувати а сила і передати зміщення. Він складається з жорсткого стержня з якогось помірно стійкого матеріалу, який вільно обертається на опорній точці, що називається точка опори.
Важіль можна використовувати, щоб максимізувати механічну силу, прикладену до об’єкта, збільшити його швидкість або відстань, яку він проходить, шляхом застосування пропорційно меншої сили.
Залежно від близькості або відстані точки опори по відношенню до тіла, яке потрібно переміщати, буде потрібно більша або менша сила, яка буде прикладена, і буде досягнуто більшого чи меншого ефекту.
На важіль одночасно діють три сили:
- Потужність (Р). Це сила, добровільно прикладена до кінця важеля, щоб викликати реакцію. Його можна виконати вручну або за допомогою a вага, або навіть електричні чи парові машини.
- Витривалість (R). Це сила, яку потрібно подолати силою, тобто вага, яку надає на важіль тіло, яке ми хочемо перемістити, і яка за законом дії та реакції буде еквівалентною тій, яку важіль чинить на нього.
- Сила підтримки. Це сила, з якою точка опори діє на важіль, рівна двом попереднім і протилежна до них, оскільки брусок утримується без переміщення через точку опори.
У свою чергу, у цьому випадку слід враховувати дві інші змінні:
- Силова рука (Bp). Це відстань між точкою опори і точкою прикладання сили.
- Плече опору (Br). Це відстань між точкою опори і вантажем або тілом, яке потрібно мобілізувати.
Все вищезазначене пов’язане за допомогою такої формули:
P хBp = R x Br, потужність на руку дорівнює витривалість для вашого.
Важіль Його винайшли в передісторія, і вже в Месопотамській давнині є записи про його використання для зрошувальних валів. Перша письмова згадка про важіль походить від Паппа Олександрійського в йогоМатематичний збірник , де з’являється настільки відома цитата грецького Архімеда: «Дайте мені важіль, і я зрушу світ».
Типи важелів
Розрізняють три типи важеля залежно від взаємного розташування точки опору потужність і точка опори. Кожен з них має різні характеристики і буде мати відносно різний ефект.
- Важіль першого ступеня. Точка опори знаходиться між потужністю і опором, досягаючи того, що прикладена потужність може бути набагато меншою, ніж опір, який потрібно подолати, тобто максимізує потужність. Однак передана швидкість і відстань, пройдена тілом, приносяться в жертву.
- Важіль другого ступеня. Опір знаходиться між силою і точкою опори, тому сила завжди буде меншою за опір, навіть якщо вона не досягає більшого зміщення ні пройдену відстань (але економію Енергія надзвичайно корисно).
- Важіль третього ступеня. Сила, яка діє, знаходиться між точкою опори, в одній крайності, і опором, в іншій. Прикладена сила більша за результуючу, але можна збільшити передану швидкість або відстань, яку проходить тіло.
Приклади важелів
Деякі повсякденні приклади перемикання можуть бути такими:
- Перший клас. Гойдалки, ножиці, плоскогубці, плоскогубці, катапульти.
- Другий клас. Тачка, лускунчик, гребний човен, каталка для годування, підйомна машина.
- Третій клас. Вудка, засіб для зняття скоб, пінцет для брів або скронево-нижньощелепний суглоб людського тіла.