ウェッジ(単体)

この記事ではウェッジ(簡易機械)とは何かについて説明します。このようにして、単純な機械、その公式、およびその応用に関して、ウェッジがどのような構成になっているかを理解することができます。さらに、問題を段階的に解決して練習することもできます。

ウェッジ(簡易機械)とは何ですか?

ウェッジは、通常木または金属で作られ、非常に鋭角で終わっている三角形の部品です。ウェッジは 6 つの単純なマシンの 1 つとみなされます。

単純な機械として、くさびの形状を利用して、それに加えられる力の方向を変更します。したがって、ウェッジは物体を 2 つに分離したり、物体を持ち上げたり、静止した物体を所定の位置に保持したりするために使用されます。

ウェッジの動作は、その端に加えられた力を、その傾斜面に垂直な 2 つの力に変換することで構成されます。したがって、くさびは力の方向を変えることができる単純な機械です。

ゆりかご

最初に、くさびの平らな面にかかる力がその尖った端に伝わり、物体を貫通できるようになります。次に、開いた穴にくさびを挿入すると、その平面にかかる力がくさびの傾斜面に垂直な方向の 2 つの力に変換され、物体が 2 つの部分に分離されます。

単純な機械としてのウェッジ式

ウェッジの機械的な利点は、その高さと幅の比率にあります。したがって、単純な機械としてのウェッジの機械的利点は、その高さをその幅で割ったものに等しくなります。

したがって、単純なウェッジ マシンの式は次のようになります。

シンプルなコインマシンの公式

したがって、機械的利点はウェッジの高さに直接比例し、一方で、ウェッジの幅に反比例します。したがって、このタイプの単純な機械の機械的利点を決定するのはコーナーの角度です。

つまり、傾斜面間の角度が小さいほど、単純なウェッジ マシンの機械的利点が大きくなります。これは、抵抗に打ち勝つために必要な力が少なくて済むことを意味します。

角の使い方

単純な機械としてのコインの定義とその公式が何であるかを理解したら、その意味を完全に理解するためにコインの用途を見てみましょう。

物体を破壊したり分割したりするためのくさびの使用の非常に明確な例は、斧と釘です。これらは、単純なくさび機械の機構のおかげで、物体を貫通し、それを 2 つに分割することができます。たとえば、軸を使用して木材を切断できます。

同様に、ナイフ、はさみ、彫刻刀も、物体を 2 つに分割するための単純な機械として機能するくさびに依存しています。

一方、ファルカの別の用途は、物体を固定することです。たとえば、ドアの足元にくさびを置いてドアが動かないように固定し、隙間風によってドアが閉まらないようにすることができます。

コーナー演習を解決しました

値 F=10 N の垂直方向の力が、角度が 40 度の次のコーナーに適用されます。それぞれの傾斜面が及ぼす力 R はいくらですか?

まずコーナーの自由体図を作成します。したがって、システム内で作用するすべての力を表します。

単純なマシンのようにコーナーから解くエクササイズ

なお、R xと R y は、くさび(R)の各傾斜面が及ぼす力をベクトル化した力であり、次の式で計算されます。

\displaystyle R_x=R\cdot \text{cos }\left(\frac{\alpha}{2}\right)

\displaystyle R_y=R\cdot \text{sin }\left(\frac{\alpha}{2}\right)

したがって、システムに作用する力の鉛直方程式を立てると、次の式が得られます。

F=R_y+R_y

F=2R_y

ここで、力 R の式を式代入します。

\displaystyle F=2\cdot R\cdot \text{sin }\left(\frac{\alpha}{2}\right)

そして最後に、データを方程式に代入して未知のものを消去します。

\displaystyle 10=2\cdot R\cdot \text{sin }\left(\frac{40º}{2}\right)

\displaystyle 10=2\cdot R\cdot \text{sin }\left(20º\right)

\displaystyle R=\cfrac{10}{2\cdot \text{sin }\left(20º\right)}

\displaystyle R=14.62\N

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