В этой статье объясняется, что такое рычаги первой степени и из чего состоят их части. Кроме того, вы найдете формулу для рычагов первой степени и пошаговое решение примера задачи такого типа.
Что такое рычаг первой степени?
Рычаг первой степени , также называемый рычагом первого класса , представляет собой простую машину, состоящую из жесткого стержня, который вращается вокруг точки опоры и имеет груз на каждом конце стержня.
Таким образом, основная характеристика рычагов первой степени состоит в том, что они имеют точку опоры (точку опоры) между двумя грузиками.
Например, коромысло, ножницы, щипцы или плоскогубцы являются основными рычагами. Даже человеческое тело может действовать как рычаг первой степени, когда мы пытаемся поднять вес.
Обратите внимание, что оба тела будут оказывать на рычаг вертикальную направленную вниз силу под действием силы тяжести. Итак, необходимо определить точку опоры, чтобы рычаг первой степени был уравновешен и не поворачивался в одну сторону, как это сделать, мы увидим ниже.
Детали рычага премиум-класса
Зная определение рычага первой степени, мы увидим, из каких частей состоит простая машина этого типа:
- Точка опоры или точка опоры (F) : это часть рычага первой степени, на которой остается жесткая планка. Таким образом, он поддерживает весь вес перекладины, а также тел над ней.
- Усилие или мощность (P) : сила, прикладываемая к рычагу для противодействия нагрузке на другой стороне.
- Нагрузка или сопротивление (R) : сила, которую необходимо преодолеть.
- Силовой рычаг (BP) : это расстояние между силой и точкой опоры.
- Рукава сопротивления (BR) : это расстояние между сопротивлением и точкой поддержки.
Формула рычага первой степени
Чтобы рычаг первой степени находился в равновесии, должно выполняться уравнение, согласно которому мощность, умноженная на плечо мощности, равна сопротивлению, умноженному на плечо сопротивления.
Таким образом , формула рычага первой степени выглядит следующим образом:
Золото:
-
это сила (или усилие).
-
это оружие власти.
-
сопротивление (или нагрузка).
-
является рукой сопротивления.
Типы премиальных рычагов
Рычаги первой степени можно разделить на три типа:
- Рычаг первой степени с центральной точкой опоры : точка опоры находится прямо посередине стержня, то есть расстояние от точки опоры до силы такое же, как расстояние от точки поддержки сопротивления.
- Рычаг первой степени с точкой опоры, близкой к сопротивлению : точка опоры ближе к сопротивлению, чем к мощности. Таким образом, плечо мощности длиннее плеча сопротивления, и, следовательно, мощность меньше сопротивления.
- Рычаг первой степени с точкой поддержки, близкой к силе : Точка поддержки ближе к силе, чем к сопротивлению. Таким образом, плечо сопротивления длиннее плеча мощности, и, следовательно, мощность больше сопротивления.
Упражнение решено с помощью рычага первокурсника
Поместим тело массой 50 кг на одну сторону рычага первой степени, сделанного из жесткого стержня длиной 300 см. Если расстояние между грузом и точкой опоры равно 180 см, сколько должно весить тело, расположенное по другую сторону рычага, чтобы оно находилось в равновесии?
В этой задаче нам известны только сопротивление (50 кг) и плечо сопротивления (180 см). Однако, поскольку мы знаем длину стержня, мы можем рассчитать плечо мощности, вычитая общую длину стержня за вычетом длины плеча сопротивления:
Тогда мы можем определить значение мощности, применив формулу для рычагов первой степени:
Подставляем данные в формулу:
И, наконец, решаем неизвестное в уравнении:
