Ang
Equilibrium sa physics ay isang estado ng system, kung saan ito ay nasa relatibong pahinga sa mga nakapalibot na bagay. Ang statics ay ang pag-aaral ng mga kondisyon ng ekwilibriyo. Ang isa sa mga mekanismo, ang kaalaman sa mga kondisyon ng balanse para sa pagpapatakbo na kung saan ay may pangunahing kahalagahan, ay ang pingga. Isaalang-alang sa artikulo kung anong mga uri ng pagkilos.
Ano ito sa physics?
Bago pag-usapan ang mga uri ng lever (sa physics, grade 7 ang pumasa sa paksang ito), tukuyin natin ang device na ito. Ang isang pingga ay isang simpleng mekanismo na nagbibigay-daan sa iyo upang i-convert ang puwersa sa distansya at vice versa. Ang pingga ay may isang simpleng aparato, ito ay binubuo ng isang sinag (board, baras), na may isang tiyak na haba, at isang suporta. Ang posisyon ng suporta ay hindi naayos, kaya maaari itong matatagpuan pareho sa gitna ng beam at sa dulo nito. Napansin namin kaagad na ang posisyon ng suporta sa pangkalahatan ay tumutukoy sa uri ng pingga.
Ang huli ay ginagamit ng tao mula pa noong unang panahon. Kaya, alam na sa sinaunang Mesopotamia o sa Ehipto, sa tulong nito, nagtaas sila ng tubig mula sa mga ilog o naglipat ng malalaking bato sa panahon ngpagtatayo ng iba't ibang istruktura. Aktibong ginamit ang pingga sa sinaunang Greece. Ang tanging nakasulat na katibayan na nakaligtas sa paggamit ng simpleng mekanismong ito ay ang "Parallel Lives" ni Plutarch, kung saan ang pilosopo ay nagbigay ng halimbawa ng paggamit ng sistema ng mga bloke at lever ni Archimedes.
Ang konsepto ng torque
Ang pag-unawa sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng iba't ibang uri ng lever sa physics ay posible kung pag-aaralan mo ang isyu ng equilibrium ng mekanismong isinasaalang-alang, na malapit na nauugnay sa konsepto ng moment of force.
Ang sandali ng puwersa ay ang halaga na nakukuha sa pamamagitan ng pagpaparami ng puwersa sa layo mula sa punto ng pagkakalapat nito hanggang sa axis ng pag-ikot. Ang distansyang ito ay tinatawag na "balikat ng puwersa". Tukuyin natin ang F at d - ang puwersa at balikat nito, ayon sa pagkakabanggit, pagkatapos ay makukuha natin ang:
M=Fd
Ang sandali ng puwersa ay nagbibigay ng kakayahang umikot sa paligid ng axis na ito ng buong system. Matingkad na mga halimbawa kung saan maaari mong obserbahan ang sandali ng puwersa na kumikilos ay ang pag-alis ng nut gamit ang isang wrench o pagbubukas ng pinto gamit ang isang hawakan na malayo sa mga bisagra ng pinto.
Ang torque ay isang vector quantity. Sa paglutas ng mga problema, madalas na dapat isaalang-alang ng isa ang tanda nito. Dapat tandaan na ang anumang puwersa na nagiging sanhi ng pag-ikot ng sistema ng mga katawan nang pakaliwa ay lumilikha ng isang sandali ng puwersa na may sign na +.
Balanse sa lever
Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng isang tipikal na pingga at ang mga puwersang kumikilos dito ay minarkahan. Mamaya sa artikulo ay sasabihin na ito ay -pakikinabangan ng unang uri. Dito, ang mga titik F at R ay nagpapahiwatig ng isang panlabas na puwersa at isang tiyak na bigat ng pagkarga, ayon sa pagkakabanggit. Makikita mo rin na ang suporta ay na-offset mula sa gitna, kaya ang haba ng mga braso dF at dR ay hindi pantay sa isa't isa.
Sa statics ay ipinapakita na ang lever ay hindi gumagalaw bilang isang buong mekanismo, ang kabuuan ng lahat ng pwersa na kumikilos dito ay dapat na katumbas ng zero. Dalawa lang ang napapansin namin sa kanila. Sa katunayan, mayroon ding pangatlo, na kabaligtaran ng dalawang ito at katumbas ng kanilang kabuuan - ito ang suportang reaksyon.
Upang ang pingga ay hindi makagawa ng mga rotational na paggalaw, kinakailangan na ang kabuuan ng lahat ng mga sandali ng pwersa ay katumbas ng zero. Ang balikat ng puwersa ng reaksyon ng suporta ay zero, kaya hindi ito lumilikha ng isang sandali. Ito ay nananatiling isulat ang mga sandali ng pwersa F at R:
RdR- FdF=0=>
RdR=FdF
Naitala na kondisyon ng equilibrium ng lever bilang isang formula, na ibinigay din:
dR/dF=F/R
Ang pagkakapantay-pantay na ito ay nangangahulugan na upang ang pingga ay hindi umikot, ang panlabas na puwersa ay dapat na mas maraming beses na mas malaki (mas mababa) kaysa sa bigat ng kargada na itinataas, kung gaano karaming beses ang braso ng puwersang ito ay mas mababa (mas malaki) kaysa sa braso kung saan gumagana ang bigat ng kargamento.
Ang ibinigay na mga salita ay nangangahulugan na kung gaano karaming beses tayong manalo sa daan sa tulong ng mekanismong isinasaalang-alang, mawawalan tayo ng parehong halaga sa lakas.
Lever of the first kind
Ito ay ipinakita sa nakaraang talata. Dito lang natin sinasabi na para sa isang pingga ng ganitong uri, ang suporta ay matatagpuan sa pagitan ng mga kumikilos na pwersa F at R. Depende sa ratio ng mga haba ng mga armas, ang gayong pingga ay maaaringgamitin kapwa para sa pagbubuhat ng mga timbang at para sa pagpapabilis ng katawan.
Mga mekanikal na kaliskis, gunting, nail puller, tirador ay mga halimbawa ng mga lever ng unang uri.
Sa kaso ng balanse, mayroon tayong dalawang braso na magkapareho ang haba, kaya ang balanse ng pingga ay makakamit lamang kapag ang mga puwersang F at R ay pantay sa isa't isa. Ang katotohanang ito ay ginagamit upang timbangin ang mga katawan ng hindi kilalang masa sa pamamagitan ng paghahambing nito sa isang reference na halaga.
Ang gunting at isang nail puller ay mga pangunahing halimbawa ng pagkakaroon ng lakas ngunit natatalo habang tumatagal. Alam ng lahat na mas malapit sa axis ng gunting ang isang sheet ng papel ay inilatag, mas madali itong i-cut. Sa kabaligtaran, kung susubukan mong gupitin ang papel gamit ang mga tip ng gunting, pagkatapos ay may mataas na posibilidad na magsisimula silang "nguyain" ito. Kung mas mahaba ang hawakan ng gunting o nail puller, mas madali itong gawin ang kaukulang operasyon.
Kung tungkol sa tirador, ito ay isang malinaw na halimbawa ng pagkakaroon sa tulong ng isang pingga sa daan, at samakatuwid ay sa pagbilis na ibinibigay ng balikat nito sa projectile.
Lever ng pangalawang uri
Sa lahat ng lever ng pangalawang uri, ang suporta ay matatagpuan malapit sa isa sa mga dulo ng beam. Ang kaayusan na ito ay humahantong sa pagkakaroon ng isang balikat lamang sa pingga. Sa kasong ito, ang bigat ng load ay palaging matatagpuan sa pagitan ng suporta at ng panlabas na puwersa F. Ang pag-aayos ng mga puwersa sa pingga ng pangalawang uri ay humahantong sa tanging kapaki-pakinabang na resulta: pagtaas ng lakas.
Ang mga halimbawa ng ganitong uri ng leverage ay ang wheelbarrow, na ginagamit upang magdala ng mabibigat na karga, at ang nutcracker. Sa parehong mga kaso, ang pagkawala sa daan ay walang anumang negatibong halaga. Kaya, sa kaso ng manualmga wheelbarrow, mahalaga lamang na panatilihing mabigat ang kargada habang ito ay gumagalaw. Sa kasong ito, ang inilapat na puwersa ay ilang beses na mas mababa kaysa sa bigat ng pagkarga.
Lever ng ikatlong uri
Ang disenyo ng ganitong uri ng lever ay sa maraming paraan katulad ng nauna. Ang suporta sa kasong ito ay matatagpuan din sa isa sa mga dulo ng beam, at ang pingga ay may isang solong braso. Gayunpaman, ang lokasyon ng mga kumikilos na pwersa sa loob nito ay ganap na naiiba kaysa sa isang pingga ng pangalawang uri. Ang punto ng paglalapat ng puwersa F ay nasa pagitan ng bigat ng pagkarga at ng suporta.
Shovel, barrier, fishing rod at tweezers ay mga kapansin-pansing halimbawa ng ganitong uri ng leverage. Sa lahat ng mga kasong ito, nanalo kami sa daan, ngunit may malaking pagkawala sa lakas. Halimbawa, para humawak ng mabigat na kargada gamit ang mga sipit, kailangan mong maglapat ng malaking puwersa F, kaya ang paggamit sa tool na ito ay hindi nangangahulugang paghawak nito ng mabibigat na bagay.
Sa konklusyon, tandaan namin na gumagana ang lahat ng uri ng lever sa parehong prinsipyo. Hindi sila nagbibigay ng pakinabang sa gawain ng paglipat ng mga kalakal, ngunit pinapayagan ka lamang na ipamahagi muli ang gawaing ito sa direksyon ng mas maginhawang pagpapatupad nito.
