In dit artikel wordt uitgelegd wat wiggen (eenvoudige machines) zijn. Zo ontdekt u waar een wig uit bestaat als het gaat om een eenvoudige machine, de formule en de toepassingen ervan. Daarnaast kun je oefenen met een stap voor stap opgelost probleem.
Wat is een wig (eenvoudige machine)?
Een wig is een driehoekig stuk, meestal gemaakt van hout of metaal, en eindigt in een zeer scherpe hoek. De wig wordt beschouwd als een van de zes eenvoudige machines.
Als eenvoudige machine wordt de vorm van de wig gebruikt om de richting van de kracht die erop wordt uitgeoefend te veranderen. Zo wordt de wig gebruikt om een object in tweeën te scheiden, een object op te tillen of een statisch object op zijn plaats te houden.
De werking van een wig bestaat uit het omzetten van een kracht die op het uiteinde wordt uitgeoefend in twee krachten die loodrecht op de hellende oppervlakken staan. Daarom is een wig een eenvoudige machine die de richting van een kracht kan veranderen.
Aanvankelijk wordt de kracht die op het platte oppervlak van de wig wordt uitgeoefend, overgebracht naar het puntige uiteinde ervan, waardoor deze een voorwerp kan binnendringen. Wanneer vervolgens de wig in het gecreëerde gat wordt gestoken, wordt de kracht die op het platte oppervlak wordt uitgeoefend omgezet in twee krachten die loodrecht op de schuine vlakken van de wig zijn gericht, waardoor het object in twee delen wordt gescheiden.
Wigformule als eenvoudige machine
Het mechanische voordeel van een wig ligt in de verhouding tussen de hoogte en de breedte. Daarom is het mechanische voordeel van een wig als eenvoudige machine gelijk aan de lengte van de hoogte gedeeld door de breedte.
De formule voor de eenvoudige wigmachine is daarom als volgt:
Het mechanische voordeel is dus recht evenredig met de hoogte van de wig en anderzijds omgekeerd evenredig met de breedte van de wig. Het is dus de hoek van de hoek die het mechanische voordeel van dit type eenvoudige machine bepaalt.
Kortom, hoe kleiner de hoek tussen de hellende vlakken, hoe meer mechanisch voordeel de eenvoudige wigmachine zal hebben. Dit betekent dat er minder kracht hoeft te worden gebruikt om weerstand te overwinnen.
gebruik van de hoek
Zodra we hebben gezien wat de definitie van een munt is als een eenvoudige machine en wat de formule ervan is, zullen we de toepassingen van de munt zien om de betekenis ervan volledig te begrijpen.
Zeer duidelijke voorbeelden van het gebruik van de wig om een lichaam te breken of te verdelen zijn de bijl en de spijker, die een voorwerp kunnen binnendringen en vervolgens in tweeën splijten dankzij het mechanisme van de eenvoudige wigmachine. Hout kan bijvoorbeeld worden gesneden met behulp van een as.
Op dezelfde manier vertrouwen het mes, de schaar en de beitels er ook op dat de wig functioneert als een eenvoudige machine om een voorwerp in tweeën te splitsen.
Aan de andere kant bestaat een andere toepassing van de falca uit het immobiliseren van een object. U kunt bijvoorbeeld een wig aan de voet van een deur plaatsen om deze op zijn plaats te houden zodat deze niet beweegt en zo voorkomt dat de deur sluit door tocht.
Hoekoefening opgelost
Op de volgende hoek waarvan de hoek 40° bedraagt, wordt een verticale kracht met de waarde F=10 N uitgeoefend. Wat is de kracht R die wordt uitgeoefend door elk van zijn hellende vlakken?
Eerst maken we het vrije lichaamsdiagram van de hoek. We vertegenwoordigen daarom alle krachten die in het systeem werken:
Merk op dat R x en R y de krachten zijn die worden verkregen door de kracht die wordt uitgeoefend door elk van de hellende vlakken van de wig (R) te vectoriseren, en worden berekend met behulp van de volgende formules:
Als we dus de verticale vergelijking opstellen van de krachten die in het systeem werken, krijgen we de volgende uitdrukking:
Nu vervangen we de uitdrukking voor de kracht R in de vergelijking:
En ten slotte vervangen we de gegevens in de vergelijking en wissen we het onbekende:
