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코멘트를 남겨주세요 / 에 의해 조나단 레이놀즈 / 6월 22, 2023

이 문서에서는 레버가 무엇인지 설명합니다. 따라서 물리학에서 지레가 무엇으로 구성되어 있는지, 다양한 유형의 지레와 지레 문제를 해결할 수 있는 공식을 알게 될 것입니다. 또한, 단계별로 풀이되는 지렛대 연습문제로 이론을 연습할 수 있습니다.

리프트란 무엇입니까?

레버 는 힘과 움직임을 전달하는 간단한 기계입니다. 즉, 지레는 물체에 가해지는 힘, 속도 또는 이동 거리를 증가시키는 역할을 하는 기계 장치입니다.

일반적으로 지레는 받침점(받침점)이라고 불리는 받침점 주위를 회전할 수 있는 단단한 막대로 구성됩니다.

지레는 매우 오래된 것으로, 사실 선사시대에 발명된 것으로 생각됩니다. 실제로 레버 메커니즘은 만들기가 매우 간단하고 물체에 가해지는 힘을 상당히 증가시킬 수 있기 때문에 매우 유용합니다.

레버 기능

레버의 정의를 고려하여 이러한 유형의 심플머신의 다양한 부분이 무엇인지 살펴보겠습니다.

지지점 또는 지지점(F) : 지렛대가 남아 있는 부분입니다. 따라서 바의 전체 무게와 그 위의 몸체를 지탱합니다.
작용력 또는 힘(P) : 반대쪽의 하중에 반작용하기 위해 레버에 가해지는 힘입니다.
전하 또는 저항(R) : 극복해야 할 힘입니다.
파워 암(BP) : 파워와 받침점 사이의 거리입니다.
저항 팔(BR) : 저항과 지지점 사이의 거리입니다.

레버의 특징

지렛대의 법칙

1도 지레가 균형을 이루려면 전력 x 파워 암이 저항 x 저항 암과 동일하다는 방정식이 충족되어야 합니다.

따라서 레버리지 법칙의 공식은 다음과 같습니다.

$P\cdot BP=R\cdot BR$

금:

$P$

힘(또는 노력)이다.
$BP$

권력의 무기다.
$R$

저항(또는 부하)입니다.
$BR$

저항군의 팔이다.

레버의 종류

힘, 저항, 받침점의 상대적 위치에 따라 세 가지 유형의 레버가 있습니다. 따라서 각 레버 유형에 대해 아래에서 설명합니다.

프리미엄 레버

1급 지레 라고도 불리는 1도 지레는 각 끝 부분에 무게가 있고 중간 위치에서 지렛대가 되는 지레입니다.

따라서 1도 지레의 주요 특징은 힘(또는 힘)과 하중(또는 저항) 사이에 지지점(또는 지지점)이 있다는 것입니다.

예를 들어 로커암, 가위, 집게 또는 펜치가 주요 레버입니다. 사람의 몸도 역기를 들어 올리려고 할 때 1도 지렛대 역할을 할 수 있습니다.

또한 1도 지레의 세 가지 다른 클래스를 분석할 수 있습니다.

중심 지점이 있는 1도 지레 : 지점이 레버 중앙에 있습니다. 즉, 지점에서 파워까지의 거리가 저항 지지점으로부터의 거리와 같습니다.
저항에 가까운 지지점이 있는 1도 지레 : 지지점이 힘보다 저항에 더 가깝습니다. 따라서 파워 암은 저항 암보다 길기 때문에 파워는 저항보다 작습니다.
지지점이 힘에 가까운 1도 지레 : 지지점은 저항보다는 힘에 더 가깝습니다. 따라서 저항 팔은 파워 팔보다 길기 때문에 파워는 저항보다 큽니다.

1도 지렛대를 중심으로 하는 받침점

저항에 가까운 1도 지레의 받침점

힘에 가까운 1도 레버의 받침점

2도 레버

2급 지레 라고도 불리는 2도 지레는 하중(또는 저항)이 받침점(또는 받침점)과 힘(또는 힘) 사이에 있는 지레 유형입니다.

따라서 2도 레버는 레버의 한쪽 끝에 지지대가 있고 다른 쪽 끝에는 하중을 들어 올리려면 수직 상향 힘이 가해져야 합니다.

예를 들어 수레, 호두까기 인형, 병따개는 2도 지레입니다.

2도 지레의 특징

따라서 2도 지레에서는 파워 암이 항상 저항 암보다 큽니다. 따라서 2도 레버에서는 힘이 항상 저항보다 작습니다.

3도 레버

3급 지레 라고도 알려진 3도 지레는 받침점(또는 받침점)과 하중(또는 저항) 사이에 힘(또는 힘)을 가하는 지레입니다.

즉, 3도 지레는 한쪽 끝에 지지대가 있고 다른 쪽 끝에 저항이 있으며 지레의 두 끝 사이 어딘가에 동력이 있습니다.

예를 들어, 낚싯대, 핀셋, 손톱깎이는 3도 지레입니다.

3도 지레의 특징

따라서 저항은 항상 힘보다 지지점에서 더 멀기 때문에 3도 지레에서는 저항 팔이 항상 힘 팔보다 큽니다. 따라서 구현되는 전력도 저항보다 크다.

레버에 대한 해결 연습

연습 1

50kg의 몸체가 300cm의 단단한 막대로 만들어진 1도 레버 옆에 배치되었습니다. 짐판과 지렛대 사이의 거리가 180cm라면, 지렛대 반대편에 놓인 몸체의 무게는 얼마만큼 되어야 균형을 잡을 수 있을까요?

솔루션 보기

이 문제의 지레는 1차 지렛대이며 우리는 저항(50kg)과 저항팔(180cm)만 알고 있습니다. 그러나 우리는 막대의 길이를 알고 있으므로 막대의 전체 길이에서 저항 막대의 길이를 뺀 값으로 파워 팔을 계산할 수 있습니다.

$BP=300-180=120 \text{ cm}$

따라서 지렛대 법칙을 적용하여 거듭제곱의 값을 결정할 수 있습니다.

$P\cdot BP=R\cdot BR$

데이터를 공식으로 대체합니다.

$P\cdot 120=50\cdot 180$

마지막으로 방정식에서 미지수를 푼다.

$P=\cfrac{50\cdot 180}{120}$

$P=75 \text{ kg}$

연습 2

수레에 지지점에서 70kg 50cm 무게의 물체를 놓습니다. 수레를 잡는 부분이 받침점으로부터 140cm 떨어져 있다면 수레로 물건을 운반할 수 있으려면 우리가 어떤 노력을 해야 할까요?

솔루션 보기

저항이 지지점과 동력 사이에 위치하므로 수레는 2도 레버입니다. 따라서 문제를 해결하려면 레버리지 법칙을 적용해야 합니다.

$P\cdot BP=R\cdot BR$

우리는 우리가 알고 있는 데이터를 방정식으로 대체합니다.

$P\cdot 140=70\cdot 50$

마지막으로 방정식에서 미지수를 푼다.

$P=\cfrac{70\cdot 50}{140}$

$P=25 \text{ kg}$

따라서 25kg을 들어올리는 것과 같은 노력을 기울여야 합니다.

연습 3

3도 지레에서는 받침점에서 80cm 떨어진 곳에 위치한 15N의 저항에 대응하기 위해 60N에 해당하는 힘을 가해야 합니다. 힘이 받침점으로부터 얼마나 멀리 적용되는지 계산하십시오.

솔루션 보기

이 3도 지렛대 문제에서 우리는 힘의 팔을 결정해야 합니다. 따라서 문제를 해결하려면 지렛대 방정식을 적용해야 합니다.

$P\cdot BP=R\cdot BR$

우리는 우리가 알고 있는 데이터를 방정식으로 대체합니다.

$60\cdot BP=15\cdot 80$

그리고 우리는 방정식에서 미지수를 해결합니다.

$BP=\cfrac{15\cdot 80}{60}$

$BP=20 \text{ cm}$

따라서 전원은 지지대로부터 20cm 떨어진 곳에 적용되어야 합니다.

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