Понимание системы рычагов

Рычаг — это основное устройство, состоящее из балки или жесткого стержня, вращающегося на фиксированном шарнире или в точке опоры. Он используется для приложения силы к нагрузке и обычно дает механическое преимущество. Жесткое тело, способное вращаться вокруг точки на себе, называется рычагом. Три типа рычагов классифицируются в зависимости от того, где находится точка опоры, вес и усилие.

Итак, в этой статье будут рассмотрены ответы на следующие вопросы:

• Что такое рычаг?
• Каково применение рычага?
• Из каких компонентов состоит рычаг?
• Какие бывают рычаги?
• Как работает рычаг?
• Каковы распространенные примеры рычагов?

Давайте погрузимся!

Что такое рычаг?

Рычаг — это основное устройство, состоящее из балки или жесткого стержня, наклоняющегося на фиксированном шарнире или в точке опоры. Он используется для приложения силы к нагрузке и обычно дает механическое преимущество. Жесткое тело, способное вращаться вокруг точки на себе, называется рычагом. Три типа рычагов классифицируются в зависимости от того, где находится точка опоры, вес и усилие.

Кредитное плечо — еще одно механическое преимущество, достигаемое в системе. Он идеально подходит для перевозки или подъема тяжелых предметов. Существует множество примеров этой практичной простой машины. Качели, лом, леска, весла, тачки и садовая лопата — все это эффективные примеры рычагов.

Одно из шести простых устройств, выявленных учеными эпохи Возрождения. Рычаг — это способность увеличивать входную силу для получения большей выходной силы. Механическое преимущество рычага определяется отношением выходной силы к входной силе.

Рычаги — это устройства, которые увеличивают силу, проще говоря. Поскольку у них есть только ручка и точка опоры, мы называем их «базовыми машинами». «Рука» рычага, часто называемая ручкой или стержнем, — это то место, где вы толкаете или тянете при использовании ножниц. Точка, в которой рычаг вращается или балансирует, называется точкой опоры.

Рычаг, который обменивает силы на движение, в результате является механическим механизмом преимущества. Нагрузка/усилие — это уравнение для механического преимущества рычага. Человек может тянуть длинную руку и поднимать свой вес множество раз. Согласно легенде, этот механизм использовался в Египте и Индии еще в 1500 году до н. э. для подъема воды и мобилизации воинов для битвы.

Каковы применения рычага?

Объекты обычно перемещаются или поднимаются с помощью рычага. В некоторых случаях используется толкание предметов без их реального перемещения. Прикладывая небольшую силу на более широком расстоянии к другому концу, рычаги можно использовать для приложения огромной силы на коротком расстоянии к одному концу. Ниже приведены некоторые распространенные варианты использования рычагов:

Рычаги позволяют легко резать, снимать и поднимать тугие предметы.

• Обычные рычаги для извлечения гвоздей из дерева или других твердых поверхностей включают в себя когти молотка.
• Колесные дуги удобны в повседневной жизни, потому что они позволяют перемещать слишком тяжелые или массивные предметы.
• Несмотря на то, что объекты не очень тяжелые, такие рычаги, как пинцет и пинцет, упрощают их подъем или удаление.
• Рычаги, которые применяют силу для резки или разделения материала, включают ножницы.

Из каких компонентов состоит рычаг?

Каждый рычаг состоит из трех компонентов:

Точка поворота рычага называется точкой опоры.

Сила, прикладываемая к рычагу, называется входной силой, также называемой усилием.

Сила, используемая рычагом для смещения груза, называется выходной силой (иногда называемой нагрузкой).

Проще говоря, брус — это длинная доска. Он может быть изготовлен из металла, дерева или другого прочного материала. Балка опирается на ось (точка на стержне, создающая ось).

Вы прилагаете усилие (ввод) к рычагу, когда нажимаете на один его конец. Рычаг поворачивается вокруг точки опоры и прикладывает выходную силу к грузу, чтобы поднять его. Рычаги облегчают работу, увеличивая входное усилие и изменяя направление входного усилия.

Какие бывают рычаги?

Рычаги бывают первого, второго и третьего класса. Расположение силы, точки опоры и нагрузки определяют, чем эти три класса отличаются друг от друга.

Первоклассный рычаг

Точка опоры верхних рычагов расположена между силой и нагрузкой. Вы распределяете усилия по более широкой области, чем груз, когда используете отвертку, чтобы снять крышку с банки с краской. Чтобы открыть банку, можно придать грузу большую силу, поместив точку опоры (край банки) рядом с крышкой (грузом).

Поступая таким образом, вы снижаете требуемое усилие, в чем превосходны первоклассные рычаги. Плоскогубцы, ножницы, лом, молоток с когтями, качели и весы — вот еще примеры первоклассных рычагов.

Короче говоря, рычаг первого рода имеет точку опоры, расположенную между усилием (силой) и грузом, и перемещается на большое расстояние, чтобы переместить вес на более короткое расстояние. Механическое преимущество первоклассного рычага увеличивается по мере увеличения отношения длины рабочего рычага к длине грузового рычага.

В своем известном изречении «Дайте мне одну твердую точку опоры (точку опоры), и я сдвину Землю», Архимед упомянул о первоклассном рычаге.

Рычаг второго класса

Груз находится между усилием (силой) и точкой опоры в рычагах второго рода. Распространенным примером является тачка, в которой ось и колесо служат точкой опоры, а усилие распределяется по большой площади, чтобы поднять большой груз.

В рычаге второго рода затрачивается много энергии, чтобы поднять небольшой вес. Механическое преимущество рычага второго рода возрастает по мере увеличения отношения длины плеча усилия (силы) к длине плеча нагрузки. В тачке механическое преимущество увеличивается с расстоянием между весом и колесом. Другой пример рычага второго рода — щелкунчик.

Рычаг третьего класса

Рычаги третьего рода, такие как щипцы для барбекю, помещают усилие между весом и точкой опоры. Метла, удочка и вумера — дополнительные иллюстрации рычагов третьего рода. Приложить значительное усилие к рычагу третьего класса сложно, потому что нагрузка перемещается дальше, чем усилие (сила), а механическое преимущество невелико. Не давить сосиски на гриле, это может быть выгодно!

Вы используете рычаг третьего рода, когда поднимаете что-то тяжелое предплечьем. Прямо перед локтем двуглавые мышцы соединяются с предплечьем. Усилие находится между точкой опоры (локтем) и грузом, который находится на руке.

Как работает рычаг?

Рычаги работают, уменьшая количество силы, необходимой для перемещения или подъема груза. Рычаги достигают этого, расширяя диапазон движения силы. Вместо этого они распределяют усилия по более широкой области, что облегчает работу. Практический опыт показал, что когда две равные силы, по часовой стрелке и против часовой стрелки, приложены к однородному рычагу на одинаковом расстоянии от точки опоры, они уравновешивают друг друга и приводят рычаг в равновесие.

Эксперимент также показал, что две неравные силы ведут себя по-разному. Это приведет к величине одной силы, когда присутствует другая сила. Кроме того, его плечо усилия, также известное как плечо рычага, равно произведению силы другой силы и плеча усилия.

Общий вывод, известный как теория моментов, гласит, что равновесие достигается, когда сумма моментов сил, действующих против часовой стрелки, равна сумме моментов сил, действующих против часовой стрелки. В физике произведение силы называется моментом силы на усилие.

В результате очень небольшая сила, приложенная на большом расстоянии от точки опоры, может победить очень большую силу, приложенную на большом расстоянии. Согласно легенде, у Архимеда был мысленный рычаг, который позволял ему стоять прямо и двигать мир.

Какие распространенные примеры рычагов?

Качели, тачки, ножницы, плоскогубцы, открывалки для бутылок, швабры, метлы, лопаты, щипцы для орехов и спортивные товары, такие как бейсбольные биты, клюшки для гольфа и хоккейные клюшки, — все это примеры рычагов в повседневной жизни. Вы даже можете использовать свою руку в качестве рычага. Ниже приведены примеры различных типов рычагов:

Пример первоклассного рычага

Наиболее известным рычагом первого порядка могут быть качели или качели. Всадник на одном конце качелей прикладывает нисходящую силу, которая передается через точку опоры, чтобы поднять всадника на другом конце. Эффективность силы меньшего наездника увеличивается за счет перемещения точки опоры ближе к большему наезднику.

Другой распространенный рычаг первого порядка — ножницы. Точка опоры ножниц образована винтом, соединяющим две стороны, ручки и усилие, приложенное к лезвиям, чтобы заставить ножницы резать. Прилагая силу к рукояткам, плоскогубцы функционируют как рычаги первого порядка, подобно ножницам. Шарнирная средняя часть действует как точка опоры, нагрузка или сопротивление помещаются между зубьями плоскогубцев.

Примеры рычага второго рода

Примерами рычагов второго порядка являются тачки. В качестве точки опоры используется колесо. Ручки — это место приложения силы. Конечно, между силой и точкой опоры есть вес. Рычаг второго порядка — это стандартный ручной щелкунчик. Точка опоры - шарнирный конец. Гайка (груз) между ручками растрескивается при приложении усилия к их концам.

Рычаг второго порядка — это ручная открывалка для бутылок. Чтобы преодолеть сопротивление крышки бутылки, к одному концу открывалки прикладывается усилие. Конец открывалки, поддерживаемый крышкой, служит точкой опоры.

Пример рычага третьего рода

Многочисленные предметы спортивного инвентаря, такие как бейсбольные биты, клюшки для гольфа и хоккейные клюшки, являются рычагами третьего порядка. Вы держите их обеими руками, но одна служит только для поддержки объекта, а другая оказывает большее давление.

Следовательно, одна из ваших рук, держащая рычаг во всех трех сценариях, служит точкой опоры (имеется в виду дубина, палка и т. д.). На бейсбольный мяч, мяч для гольфа или хоккейную шайбу действует сила, которая передается близко к точке опоры, когда ваша другая рука прилагает усилие, чтобы сдвинуть противоположный конец объекта.

Ваша рука — это рычаг третьего порядка, которым вы поднимаете яблоко. Яблоко или груз поднимают, используя локоть в качестве точки опоры и мышцы, прилагающие усилие. Эффективным рычагом третьего порядка является лопата. Как и в случае с хоккейной клюшкой, конец лопаты поднимает и толкает груз, а рука, ближайшая к концу, служит точкой опоры, а вторая рука прилагает усилие.

Рычагами третьего порядка также служат швабры и метлы. Конец метлы или швабры упирается в сопротивление пола и грязи, в то время как нижняя рука создает усилие, а верхняя рука действует как точка опоры.

Часто задаваемые вопросы

Что такое рычаг?

В машинах, увеличивающих силу, используются рычаги. Поскольку у них есть только ручка и точка опоры, мы называем их «базовыми машинами». «Рука» рычага — это рукоятка или планка, за которую вы толкаете или тянете. Точка, в которой рычаг вращается или балансирует, называется точкой опоры.

Какие бывают рычаги?

Ниже приведены три типа рычагов:

1. Первоклассный рычаг – точка опоры находится посередине усилия и нагрузки – первоклассный рычаг.
2. Рычаг второго класса – нагрузка находится посередине между точкой опоры и усилием. Рычаг второго класса.
3. Рычаг третьего класса – усилие находится посередине между точкой опоры и нагрузкой.

Что такое первоклассный рычаг?

Одним словом, первоклассный рычаг имеет точку опоры, расположенную между усилием (силой) и грузом и перемещающуюся на большое расстояние для перемещения веса на более короткое расстояние. Механическое преимущество первоклассного рычага увеличивается по мере увеличения отношения длины рабочего рычага к длине грузового рычага.

Каковы примеры первоклассного рычага?

Плоскогубцы, ножницы, лом, молоток с когтями, качели и весы — вот еще примеры первоклассных рычагов. По сути, первоклассный рычаг имеет точку опоры, расположенную между усилием (силой) и нагрузкой, и перемещается на большое расстояние, чтобы переместить вес на более короткое расстояние.

Что такое рычаг второго рода?

В рычаге второго рода затрачивается много энергии, чтобы поднять небольшой вес. Механическое преимущество рычага второго рода увеличивается по мере увеличения отношения длины рычага усилия (силы) к длине рычага нагрузки.

Что такое рычаг третьего рода?

Приложить значительное усилие к рычагу третьего класса сложно, потому что нагрузка перемещается дальше, чем усилие (сила), а механическое преимущество невелико. Не давить сосиски на гриле, это может быть выгодно!

Что такое рычаг и примеры?

Рычаги включают в себя такие вещи, как тачки, удочки, лопаты, метлы, руки, ноги, лодочные весла, ломы и открывалки для бутылок. Одним из самых распространенных простых станков является рычажный. Они созданы для облегчения работы, как и все примитивные механизмы, такие как рычаг.

Что такое рычаг в физике?

Балка или жесткий стержень поворачивается на фиксированном шарнире или в точке опоры, образуя простой механизм, известный как рычаг. Жесткое тело, способное вращаться вокруг точки на себе, называется рычагом. Три типа рычагов классифицируются в зависимости от того, где находится точка опоры, вес и усилие.

К какому классу относится рычаг?

Рычаги бывают первого, второго и третьего класса. Расположение силы, точки опоры и нагрузки определяют, чем эти три класса отличаются друг от друга. Точка опоры первоклассного рычага находится на полпути между входной силой и выходной силой.

Каково определение слова Lever для детей?

Точка опоры — это опора, на которую опирается длинное прочное тело, известное как рычаг. Точка поворота рычага называется точкой опоры. Это один из трех компонентов или процессов, составляющих рычаг. Поднимаемый или иным образом воздействующий предмет называется грузом. Любой, кого тянут вверх, является грузом на качелях.

Для чего используются рычаги?

Люди могут использовать рычаг, чтобы прилагать меньше усилий во время работы. Объекты обычно перемещаются или поднимаются с помощью рычага. В некоторых случаях используется толкание предметов без их реального перемещения. Прикладывая небольшое усилие на более широком расстоянии к другому концу, рычаги можно использовать для приложения огромной силы на коротком расстоянии к одному концу.