Kateri dejavniki vplivajo na mehansko prednost vzvoda?

Odgovor:

Če je na enem koncu vzvoda razreda 1 v ravnotežni sili # F # se uporablja na razdalji # a # od fulcrum in drugo silo # f # na drugem koncu vzvoda na razdalji # b # od fulcrum, potem

# F / f = b / a #

Pojasnilo:

Razmislite o vzvodu 1. razreda, ki je sestavljen iz toge palice, ki se lahko vrti okoli a fulcrum. Ko se en konec palice dvigne, se drugi spusti.

Ta vzvod se lahko uporablja za dviganje težkega predmeta s precej šibkejšo težo kot njegova sila teže. Vse je odvisno od dolžin točkovanja sil sil z. T fulcrum vzvoda.

Predpostavimo, da je težka obremenitev postavljena v dolžino # a # Iz fulcrum sila, ki jo potiska navzdol na palico, je # F #.

Na nasprotni strani palice na daljavo # b # Iz fulcrum uporabimo silo # f # tako, da sta dva vzvoda v ravnovesju.

Dejstvo, da je vzvod v ravnovesju, pomeni, da delo opravljajo sile # F # in # f # ko se ročica potisne na obe strani z majhno razdaljo # d # mora biti isto - ne glede na delo, ki ga uporabljamo s silo # f #, potisnite navzdol naš konec vzvoda na razdalji # b # Iz fulcrum mora biti enako delu, da dvigne težek predmet na daljavo # a # na drugi strani ročice.

Trdnost palice, ki služi kot vzvod, pomeni, da se kot vzvoda obrne a fulcrum enako na obeh koncih vzvoda.

Predpostavimo, da je vzvod obrnjen z majhnim kotom # phi # okoli a fulcrum rahlo dvigovanje težke teže. Potem ta težka teža, ki opogumlja silo # F # na enem koncu palice na daljavo # a # od fulcrum je bil umaknjen # a * sin (phi) # višine. Opravljeno delo mora biti

# W = F * a * sin (phi) #

Na drugem koncu palice, na razdalji # b # Iz fulcrum, sila # f # potisnite ročico navzdol # b * sin (phi) #. Opravljeno delo je enako

# W = f * b * sin (phi) #

Oba dela morata biti enaka

# F * a * sin (phi) = f * b * sin (phi) #

ali

# F / f = b / a #

Iz zadnje formule izhaja, da je prednost uporabe vzvoda odvisna od razmerja med odmiki koncev vzvoda od fulcrum. Bolj ko je razmerje - več prednosti imamo in večjo težo lahko dvignemo.