この記事ではレバーとは何かについて説明します。したがって、物理学におけるレバーの構成要素、さまざまな種類のレバー、およびレバーの問題を解決するための公式を理解することができます。さらに、段階的に解くレバー演習で理論を実践することもできます。
リフトとは何ですか?
レバーは力と動きを伝達する単純な機械です。言い換えれば、レバーは、物体に加えられる力、その速度、または移動距離を増加させるために機能する機械装置です。
一般に、レバーは支点と呼ばれる支点の周りを回転できる硬い棒で構成されています。
レバーは非常に古く、実際には先史時代に発明されたと考えられています。実際、レバー機構は非常に簡単に作ることができ、物体にかかる力を大幅に増大させることができるので非常に便利です。
レバーの特徴
レバーの定義を踏まえて、このタイプの単純なマシンのさまざまな部分が何であるかを見てみましょう。
- 支点または支点 (F) : これは、レバーが残る部分です。したがって、バーとその上の体の重量全体を支えます。
- 努力または力 (P) : これは、反対側の荷重に対抗するためにレバーに加えられる力です。
- 電荷または抵抗 (R) : これは克服しなければならない力です。
- パワーアーム (BP) : パワーと支点の間の距離です。
- 抵抗アーム (BR) : 抵抗と支点の間の距離です。
テコの法則
1 度レバーのバランスが取れているためには、パワーとパワー アームの積が抵抗とレジスタンス アームの積に等しいという等式を満たす必要があります。
したがって、テコの法則の公式は次のようになります。
金：
-
力（または努力）です。
-
力の武器です。
-
は抵抗（または負荷）です。
-
レジスタンスの腕です。
レバーの種類
力、抵抗、支点の相対的な位置に基づいて、レバーには 3 つのタイプがあります。そこで、以下にレバーの種類ごとに説明します。
プレミアムレバー
第 1 級レバーは、第 1 級レバーとも呼ばれ、両端に重りがあり、中間位置では支点となるレバーです。
したがって、第 1 度レバーの主な特徴は、力 (または力) と負荷 (または抵抗) の間に支点 (または支点) があることです。
たとえば、ロッカー アーム、ハサミ、トング、ペンチなどが主なレバーです。人間の体でさえ、重りを持ち上げようとするときに第 1 級のレバーとして機能することがあります。
さらに、次の 3 つの異なるクラスの第 1 度レバーを分析できます。
- 中心に支点がある 1 度レバー: 支点はレバーの中央にあります。つまり、支点から動力までの距離は、抵抗の支持点からの距離と同じです。
- 支点が抵抗に近い 1 度レバー: 支点は力よりも抵抗に近いです。したがって、パワーアームは抵抗アームよりも長いため、電力は抵抗よりも小さくなります。
- 力に近い支点を持つ 1 度レバー: 支点は抵抗よりも力に近いです。したがって、抵抗アームはパワーアームよりも長いため、電力は抵抗よりも大きくなります。
2度レバー
第 2 級てことも呼ばれる第2 級てこは、支点 (または支点) と力 (または力) の間に荷重 (または抵抗) があるタイプのてこです。
したがって、2 度レバーにはレバーの一端に支点があり、もう一方の端には荷重を持ち上げるために垂直方向に上向きの力を加える必要があります。
たとえば、手押し車、くるみ割り人形、栓抜きは第 2 度レバーです。
したがって、2 度レバーでは、パワー アームは常に抵抗アームよりも大きくなります。したがって、2 度のレバーでは、力は常に抵抗よりも小さくなります。
3度レバー
第 3 級レバー は、第 3 級レバーとも呼ばれ、支点 (または支点) と荷重 (または抵抗) の間に力 (または力) を及ぼすレバーです。
つまり、3 度レバーは一方の端に支点、もう一方の端に抵抗があり、レバーの両端の間のどこかに力がかかります。
たとえば、釣り竿、ピンセット、爪切りは第 3 度レバーです。
したがって、抵抗は常に動力よりも支点から遠いため、3 度レバーでは抵抗アームは常に動力アームよりも大きくなります。したがって、実現される電力も抵抗よりも大きくなります。
レバーに関する演習を解決しました
演習 1
50 kg の本体を 300 cm の剛性バーで作られた 1 度レバーの隣に置きます。荷物と支点の距離が 180cm の場合、レバーの反対側に置かれた体の重さはどれくらいあればバランスが取れますか?
この問題のレバーは 1 度のもので、抵抗 (50 kg) と抵抗アーム (180 cm) しかわかりません。ただし、バーの長さはわかっているので、バーの全長から抵抗アームの長さを引いてパワー アームを計算できます。
したがって、テコの法則を適用することで、べき乗の値を決定できます。
データを式に代入します。
そして最後に、方程式内の未知数を解きます。
演習 2
手押し車の中に、重量 70 kg の物体を支持点から 50 cm の位置に置きます。手押し車を保持する部分が支点から140cmの場合、手押し車で物を運ぶためにはどの程度の努力が必要でしょうか？
手押し車は支点と動力の間に抵抗があるため、第 2 度のレバーです。したがって、問題を解決するには、てこの原理を適用する必要があります。
既知のデータを方程式に代入します。
そして最後に、方程式内の未知数を解きます。
したがって、25kgを持ち上げるのと同等の努力をする必要があります。
演習 3
3 度レバーでは、支点から 80 cm の位置にある 15 N の抵抗に対抗するには、60 N に相当する力を発揮する必要があります。支点からどのくらいの距離で力がかかるかを計算します。
この第 3 度レバーの問題では、力の腕を決定することが求められます。したがって、問題を解決するには、レバー方程式を適用する必要があります。
既知のデータを方程式に代入します。
そして、方程式内の未知数を解きます。
したがって、力は支点から 20 cm の位置で加える必要があります。