In diesem Artikel wird erklärt, was Hebel ersten Grades sind und woraus sie bestehen. Ebenso finden Sie die Formel für Hebel ersten Grades und ein Schritt-für-Schritt-Lösungsbeispiel für diese Art von Problem.
Was ist ein Hebel ersten Grades?
Der Hebel ersten Grades , auch Hebel erster Klasse genannt, ist eine einfache Maschine, die aus einer starren Stange besteht, die sich um einen Drehpunkt dreht und an jedem Ende der Stange ein Gewicht aufweist.
Das Hauptmerkmal der Hebel ersten Grades besteht also darin, dass sie einen Drehpunkt (Drehpunkt) zwischen den beiden Gewichten haben.
Zum Beispiel sind der Kipphebel, die Schere, die Zange oder die Zange erstklassige Hebel. Sogar der menschliche Körper kann als Hebel ersten Grades fungieren, wenn wir versuchen, ein Gewicht zu heben.
Beachten Sie, dass beide Körper aufgrund der Schwerkraft eine vertikal nach unten gerichtete Kraft auf den Hebel ausüben. Daher muss der Punkt, an dem der Drehpunkt platziert werden soll, so bestimmt werden, dass der Hebel ersten Grades im Gleichgewicht ist und sich nicht zur Seite dreht. Wir werden unten sehen, wie das geht.
Premium-Hebelteile
Sobald wir die Definition eines Hebels ersten Grades bereits kennen, werden wir sehen, aus welchen Teilen diese Art einfacher Maschine besteht:
- Stützpunkt oder Drehpunkt (F) : Dies ist der Teil des Hebels ersten Grades, auf dem die starre Stange verbleibt. Daher trägt es das gesamte Gewicht der Stange sowie der darüber liegenden Körper.
- Kraft oder Kraft (P) : ist die Kraft, die auf den Hebel ausgeübt wird, um der Last auf der anderen Seite entgegenzuwirken.
- Last oder Widerstand (R) : ist die Kraft, die überwunden werden muss.
- Power Arm (BP) : Dies ist der Abstand zwischen der Kraft und dem Drehpunkt.
- Widerstandsarm (BR) : Dies ist der Abstand zwischen dem Widerstand und dem Stützpunkt.
Hebelformel ersten Grades
Damit ein Hebel ersten Grades im Gleichgewicht ist, muss die Gleichung erfüllt sein, dass Kraft mal Kraftarm gleich Widerstand mal Widerstandsarm ist.
Die Formel für einen Hebel ersten Grades lautet daher wie folgt:
Gold:
-
ist die Kraft (oder Anstrengung).
-
ist die Waffe der Macht.
-
ist der Widerstand (oder die Last).
-
ist der Arm des Widerstands.
Arten von Premium-Hebeln
Hebel ersten Grades können in drei verschiedene Typen eingeteilt werden:
- Hebel ersten Grades mit zentriertem Drehpunkt : Der Drehpunkt liegt genau in der Mitte der Stange, d. h. der Abstand vom Drehpunkt zur Kraft ist gleich dem Abstand vom Stützpunkt für den Widerstand.
- Hebel ersten Grades mit Drehpunkt nahe am Widerstand : Der Drehpunkt liegt näher am Widerstand als an der Kraft. Der Kraftarm ist also länger als der Widerstandsarm und daher ist die Kraft kleiner als der Widerstand.
- Hebel ersten Grades mit Stützpunkt nahe der Kraft : Der Stützpunkt liegt näher an der Kraft als am Widerstand. Der Widerstandsarm ist also länger als der Kraftarm und daher ist die Kraft größer als der Widerstand.
Übung mit dem Hebel für das erste Jahr gelöst
Wir platzieren einen 50 kg schweren Körper auf einer Seite eines Hebels ersten Grades, der aus einer 300 cm langen starren Stange besteht. Wenn der Abstand zwischen Last und Drehpunkt 180 cm beträgt, wie viel muss der Körper auf der anderen Seite des Hebels wiegen, damit er im Gleichgewicht ist?
Bei dieser Aufgabe kennen wir nur den Widerstand (50 kg) und den Widerstandsarm (180 cm). Da wir jedoch die Länge der Stange kennen, können wir den Kraftarm berechnen, indem wir die Gesamtlänge der Stange abzüglich der Länge des Widerstandsarms subtrahieren:
Dann können wir den Wert der Kraft bestimmen, indem wir die Formel für Hebel ersten Grades anwenden:
Wir setzen die Daten in die Formel ein:
Und schließlich lösen wir die Unbekannte in der Gleichung:
