Zawartość
Kiedy Archimedes powiedział: „Daj mi miejsce, aby stać, a za pomocą dźwigni będę poruszać całym światem”, prawdopodobne jest, że użył trochę twórczej hiperboli, aby coś powiedzieć. Faktem jest, że dźwignie pozwalają jednemu człowiekowi wykonywać pracę wielu, a ta przewaga zmieniła świat. Pierwsza dźwignia jest pierwszą z trzech klas i ma wiele zalet, zarówno pod względem koncepcyjnym, jak i mechanicznym.
Co to jest dźwignia pierwszej klasy?
Pierwszorzędna dźwignia to prosta maszyna, która podnosi ładunek przez punkt obrotu zwany punktem podparcia. Różni się od wszystkich innych klas dźwigni, ponieważ punkt podparcia istnieje między ładunkiem a siłą, która go podnosi. Trzęsący się balans jest doskonałym przykładem najwyższej klasy dźwigni, ponieważ pokazuje, jak działa dźwignia i jest kultowym obrazem z dzieciństwa. Dźwignie pierwszej klasy występują w wielu popularnych lokalizacjach, takich jak pojedynczo w tłokach silnika lub w parach w nożycach i szczypcach.
Przewaga koncepcyjna
Pierwszej klasy dźwignie są najprostszymi dźwigniami do konceptualizacji ze względu na prostotę konstrukcji i działanie dźwigni, które pozwala im działać. Dzieci na całym świecie są zaznajomione z chwiejnością balansowania i niezamierzenie stworzyły dźwignie pierwszej klasy, umieszczając ołówek pod linijką. W miarę rozwoju kariery zawodowej wózek lub wózek ręczny wymagany do wielu prac wykorzystuje również dźwignię pierwszej klasy. Dzięki prostej ekspozycji większość ludzi jest w stanie wyobrazić sobie i zrozumieć dźwignię pierwszej klasy łatwiej niż inne typy.
Przewaga mechaniczna
Matematycznie dźwignie zapewniają mechaniczną przewagę, która pozwala niewielkiej sile poruszać wielką ciężarem. Możemy obliczyć tę korzyść według następującej prostej proporcji: przewaga mechaniczna jest równa długości ramienia wysiłkowego podzielonej przez ramię oporu (lub obciążenia). Ponieważ ramiona siły i obciążenia są zwykle umieszczone na tej samej płaszczyźnie (i często mają wspólny korpus), możemy łatwo obliczyć tę przewagę mechaniczną, aby ustalić, ile siły podnoszenia jest pomnożone.
Praktyczna zaleta
Dźwignie pierwszej klasy mają znaczną przewagę praktyczną nad innymi rodzajami dźwigni. Przekształcają skierowaną w dół siłę w siłę podnoszącą. Oznacza to, że zawsze możesz zwiększyć swoją zdolność do podnoszenia ciężaru poprzez dźwignię typu chwiejny ruch po prostu za pomocą siły grawitacji. Krótko mówiąc, wysiłek włożony w podniesienie ładunku można zminimalizować po prostu siedząc lub stojąc na końcu dźwigni. Jest to znacząca zaleta w porównaniu z innymi typami dźwigni, w których wysiłek podnoszenia ładunku musi również przesuwać się w górę.