Hvordan beregne Levers og Leverage

Hvordan beregne Levers og Leverage


Levers tillate deg å bruke en inngang kraft på ett punkt av spaken for å skape en annen utgang kraft på et annet punkt på spaken. Innflytelse, som er utgangsstyrken dividert med innspill makt, kan være større eller mindre enn en, avhengig av dine behov. Den viktigste funksjonen i en spak er fulcrum, et punkt på armen holdes i ro mens andre deler flytte. Førsteklasses spakene har fulcrum mellom input og output krefter. Andre og tredje klasse spakene har fulcrum i den ene enden. Med annenrangs spaker, er inngangskraft på enden og utgangskraften nærmere fulcrum; med tredje klasse spaker, er det motsatte sant.

Bruksanvisning

First-Class Lever: Saks

1 Tegn to linjer krysser ved en liten vinkel for å representere bladene på en saks. Merke en liten avstand fra dreie, eller omdreiningspunkt, som L_paper = 1,5 centimeter.

2 Merke en større avstand fra omdreiningspunktet som L_handle = 12 centimeter.

3 Bruk formelen F_handle

L_handle = F_paper L_paper å beregne utnytte, eller mekanisk fordel, som er F_paper / F_handel = L_handel / L_paper = 8.

4 Beregn avstanden du trenger å flytte håndtaket for å ha kniv krysse av 2 millimeter på kontaktpunktet med papiret med 2 millimeter

L_handel / L_paper = 2 millimeter 12 / 1,5 = 1,6 centimeter. Målet er å ha saksebladene bruke en stor kraft på papiret over en liten avstand. For å gjøre dette, bruker du en mindre styrke, men må flytte håndtakene en større avstand.

Second-Class Lever: Wrench

5 Tegn en skiftenøkkel snu en mutter. Etikett avstanden fra sentrum av mutteren, som er symmetrisk, til ytterkanten av den mutter som L_nut = 1 cm. Etikett avstanden fra sentrum av mutteren til enden av skiftenøkkelen som L_wrench = 20 centimeter.

6 Tegn en pil på enden av skiftenøkkelen og merke det som F_wrench. Antar det vil ta 1500 Newtons å løsne mutteren, tilsvarende 337,2 pounds. Tegn en pil på utsiden av mutteren og merke det som F_nut = 1500 Newton.

7 Beregn F_wrench hjelp av formelen F_wrench

L_wrench = F_nut L_nut å få F_wrench = F_nut * L_nut / L_wrench = 75 Newton, tilsvarende 16,9 pounds. Du må søke 16.9 pounds av makt for å begynne å skru mutteren.

8 Beregn innflytelse som F_nut / F_wrench = 1500/75 = 20.

Tredje klasse Lever: Albueleddet

9 Tegn en forenklet bøyd albue med den øvre arm ben - humerus - møte bein i underarmen - ulna - 90 grader. Skjøten er fulcrum.

10 Tegn biceps muskel fra skulderen enden av humerus til ulna ved et punkt i nærheten av skjøten. Merk avstanden fra det felles til bicepsen L_bicep = 2 inches. Merke avstand fra leddet til enden av ulna, hvor den hånd ville være, som L_hand = 16 inches.

11 Tegn en pil på hånden og merke det som F_hand = 10 pounds av makt. Tegn en pil langs bicepsen og merke det som L_bicep.

12 Beregn F_bicep hjelp av formelen F_bicep

L_bicep = F_hand L_hand å få F_bicep = F_hand * L_hand / L_bicep = 80 pounds. Bicepsen gjelder en kraft på 80 pounds ved albuen slik at hånden til å bruke en kraft på 10 pounds.

1. 3 Beregn innflytelse som F_hand / F_bicep = 0,125. Målet er å ha albueleddet bare flytte en liten stund hånden beveger seg mye. Dette krever en mekanisk fordel på mindre enn en.