Artykuły

Dźwignie


Wyobraź sobie następującą sytuację: musisz podnieść torbę pełną artykułów spożywczych.

Całkowita masa torby wynosi 120 kg. Niewiele osób odnosi sukces, a zwykle tylko ci, którzy się na to przygotowują. Jednak w całej historii ludzie często musieli podnosić kamienie lub przedmioty i nie mieli maszyn, aby im pomóc.

Przez ponad 22 wieki mężczyzna o imieniu Archimedes (287 - 212 pne) znalazł niezwykle prostą metodę rozwiązania tego problemu: odkrył dźwignie.

Dźwignia to nic innego jak sztywny pręt, który może obracać się wokół punktu podparcia.

W połowie III wieku pne Archimedes stwierdził:Daj mi dźwignię, która poruszy świat

Jak mógłbyś za pomocą dźwigni podnieść worek 120 kg z taką samą siłą, jak worek 20 kg ryżu? Innymi słowy, w jaki sposób podnosisz masę sześć razy większą od ciężaru, robiąc taką samą siłę, jak byś ją podniósł?

Proste! Tylko odległość między punktem sztywnego pręta, w którym przykładasz siłę, a punktem podparcia (od P do A) jest sześciokrotnie większa niż odległość od masy do punktu podparcia (od A do R).

Nazwijmy to:

  • Wytrzymała siła - to siła, którą chcemy zrównoważyć. W powyższym przykładzie jest to waga torby spożywczej.
  • Potężna siła - jest siłą, która utrzyma opór. W tym przykładzie tworzymy siłę.

Rodzaje dźwigni

NAPRAWIONO:

Dzieje się tak, gdy punkt podparcia (A) znajduje się między przyłożeniem dużej siły (P) a przyłożeniem siły opornej (R).

INTERPONTENT:

Dzieje się tak, gdy przykładanie dużej siły (P) następuje między przyłożeniem siły opornej (R) a punktem podparcia (A).

INTER-ODPORNY:

Dzieje się tak, gdy przyłożenie siły oporowej (R) następuje między przyłożeniem potężnej siły (P) a punktem podparcia (A).

Równanie dźwigni

Poprosimy matematykę o pomoc w znalezieniu wyrażenia dla następującej sytuacji.

Zrównoważyć bardzo dużą masę, czyniąc siłę znacznie mniejszą niż ciężar tej masy, którą chcemy utrzymać.

Nazwijmy to:

R: twarda wartość siły - siła, którą chcemy zrównoważyć.

P.: wartość siły silnej - to siła, która utrzyma opór.

B.R: ramię oporowe - to odległość od środka ciężkości ciała do punktu podparcia.

B.P.: ramię siłowe - to odległość od punktu przyłożenia siły do ​​punktu podparcia.

The: Fulcrum

Stwierdzamy, że równowaga zostanie osiągnięta, gdy:

Przykład zastosowania

Obliczmy siłę, jaką musi wykonać murarz, aby unieść 80 kg ziemi za pomocą taczki o długości 1,80 metra. Wiedząc, że odległość między środkiem ciężkości objętości ziemi a środkiem koła wózka wynosi 90 cm.

Najpierw przyjrzyjmy się, jaką mamy dźwignię.

Ponieważ w środku wózka znajduje się ziemia, czyli opór, dźwignia jest między oporna.

Mamy:

ramię oporowe = 90 cm = 0,9 m

ramię siłowe = 1,80 m

opór = 80 kgf.

Dlatego

Fizyczna interpretacja tego obliczenia jest następująca: murarz musi zmusić połowę ciężaru ziemi, aby podnieść wózek i unieść ładunek.

V.Czy zdałeś sobie sprawę z wielkiej użyteczności tak prostej maszyny?

Wideo: Uczymy się bronić - dźwignie obezwładniające przeciwnika Dzień 20 (Październik 2020).