In dit artikel wordt uitgelegd wat hefbomen van de derde graad (of hefbomen van de derde klasse) zijn. Je vindt daarom de kenmerken van hefbomen van de derde graad, de formule voor dit type hefboom en, ten slotte, een oefening die stap voor stap wordt opgelost.
Wat is een derdegraads hefboom?
De hefboom van de derde graad , of hefboom van de derde soort , is de hefboom die de inspanning (of kracht) uitoefent tussen het steunpunt (of steunpunt) en de last (of weerstand).
Dat wil zeggen dat hefbomen van de derde graad het steunpunt aan het ene uiteinde hebben, de weerstand aan het andere uiteinde en de kracht ergens tussen de twee uiteinden van de hefboom.
Hengels, pincetten en nagelknippers zijn bijvoorbeeld derdegraads hefbomen. Al deze instrumenten zijn voorbeelden van hefbomen van de derde graad, omdat de kracht tussen het steunpunt en het weerstandspunt ligt.
Delen van een derdegraads hefboom
Nadat we de definitie van de hefboom van de derde graad hebben gezien, worden de verschillende componenten van dit type hefboom hieronder weergegeven.
- Steunpunt of draaipunt (F) : dit is het deel van de derdegraads hefboom waarop het mechanisme blijft zitten.
- Inspanning of kracht (P) : is de kracht die op de hendel wordt uitgeoefend om de weerstand aan het ene uiteinde van de hendel tegen te gaan.
- Lading of weerstand (R) : dit is de kracht die moet worden overwonnen.
- Krachtarm (BP) : dit is de afstand tussen de kracht en het steunpunt.
- Weerstandsarm (BR) : is de afstand tussen de weerstand en het steunpunt.
Kenmerken van een derdegraads hefboom
Het belangrijkste kenmerk van een hefboom van de derde graad is dat de kracht zich tussen de weerstand en het steunpunt bevindt. Omdat de weerstand altijd verder van het steunpunt verwijderd zal zijn dan de kracht, is de weerstandsarm bij derdegraads hefbomen altijd groter dan de krachtarm.
Daarom is de inspanning die nodig is om de weerstand te compenseren ook groter dan de weerstand. Bij dit type hefboom is er dus geen mechanische winst, integendeel. Dit is de reden waarom derdegraads hefbomen over het algemeen worden gebruikt om objecten met een laag gewicht te manipuleren, anders zou er een te grote kracht moeten worden uitgeoefend.
Aan de andere kant is een voordeel van derdegraads hefbomen dat ze het mogelijk maken om met een kleine krachtbeweging een grote weerstandsbeweging te verkrijgen.
Formule van een hefboom van de derde graad
Om een hefboom van de derde graad in evenwicht te brengen, moet aan de vergelijking worden voldaan dat kracht maal de machtsarm gelijk is aan weerstand maal de weerstandsarm.
De formule voor een derdegraads hefboom is daarom als volgt:
Goud:
-
is de kracht (of inspanning).
-
is het wapen van de macht.
-
is de weerstand (of belasting).
-
is de arm van het verzet.
Opgeloste oefening van de hefboom van de derde graad
Bij een hefboom van de derde graad moet een kracht gelijk aan 60 N worden uitgeoefend om een weerstand van 15 N op 80 cm van het draaipunt tegen te gaan. Bereken hoe ver van het steunpunt de kracht wordt uitgeoefend.
Bij dit hefboomprobleem van de derde graad wordt ons gevraagd de krachtarm te bepalen. Om het probleem op te lossen, moeten we dus de hefboomvergelijking toepassen:
We vervangen de gegevens die we kennen in de vergelijking:
En we lossen het onbekende op in de vergelijking:
De kracht moet daarom op 20 cm van het draaipunt worden aangebracht.