Bu yazıda kaldıraç yasasının ne olduğunu öğreneceksiniz. Ayrıca kaldıraç yasasının ona etki eden kuvvetleri nasıl etkilediğini açıklayan bir örnek de gösteriyoruz. Ayrıca kaldıraç yasasını adım adım alıştırmalarla uygulayabilirsiniz.
Mantıksal olarak kaldıraç yasasının nelerden oluştuğunu görmeden önce kaldıracın ne olduğu konusunda çok açık olmamız gerekir. Bu nedenle açıklamaya devam etmeden önce aşağıdaki yazıyı ziyaret etmenizi öneririz:
Kaldıraç yasası nedir?
Kaldıraç yasası, kaldıraca etki eden farklı kuvvetleri ilişkilendiren bir yasadır. Bu nedenle kaldıraçlarla ilgili problemleri çözmek için kaldıraç kanunu kullanılır.
Daha spesifik olarak, kaldıraç kanunu, güç çarpı kolunuzun uzunluğunun çarpımının, direnç çarpı kolunuzun uzunluğunun çarpımına eşdeğer olduğunu söylüyor.
Böylece kaldıraç yasası, yükün kaldıraca uyguladığı kuvvet olan direnci, yükün üstesinden gelmek için uygulanması gereken kuvvet olan güçle matematiksel olarak ilişkilendirmemize olanak tanır.
Kaldıraç Yasası Formülü
Kaldıraç formülü kanunu matematiksel olarak gücü kaldıracın direnciyle ilişkilendirir. Daha spesifik olarak kaldıraç yasası, güç çarpı güç kolunun direnç çarpı direnç koluna eşit olduğunu belirtir.
Altın:
- Destek noktası veya dayanak noktası (F) : kolun üzerinde kaldığı kısımdır. Bu nedenle çubuğun tüm ağırlığını ve üstündeki gövdeleri destekler.
- Çaba veya güç (P) : diğer taraftaki yüke karşı koymak için kaldıraca uygulanan kuvvettir.
- Yük veya direnç (R) : Üstesinden gelinmesi gereken kuvvettir.
- Güç Kolu (BP) : Güç ile dayanak noktası arasındaki mesafedir.
- Direnç Kolu (BR) : Direnç ile destek noktası arasındaki mesafedir.
Kaldıraç yasasının yalnızca kaldıraç dengedeyse, yani hareketsizse doğru olduğunu unutmayın. Yani kaldıraç hareket ederse kaldıraç denklemi geçerli olmaz.
Kaldıraç yasası örneği
Örnek olarak bu bölümde dirence karşı koymak için uygulanması gereken kuvvetin değerinin kaldıraç kollarının uzunluğuna bağlı olarak nasıl değiştiğini göreceğiz.
Öncelikle dayanak noktası güç ve direnişin tam ortasında olduğunda ne olacağını göreceğiz:
Gücün değerini hesaplamak için kaldıraç yasası formülünü uyguluyoruz:
Yani dayanak noktası güç ile direncin tam ortasındaysa, kaldıraca uygulanması gereken kuvvet dirence eşdeğerdir.
İkinci olarak, destek noktasının iktidardan ziyade dirence yakın olduğu durumu analiz edeceğiz:
Yani güç kolu direnç kolundan uzun olduğunda güç değeri direnç değerinden küçük olur.
Son olarak, destek noktasının dirence göre güce daha yakın olduğu durumu inceliyoruz:
Sonuç olarak, dayanak noktası güce dirence göre daha yakın olduğunda teraziyi dengelemek için dirençten daha büyük bir kuvvet uygulanmalıdır.
Kaldıraç yasasının çözülmüş alıştırmaları
Egzersizleri yapmadan önce, farklı kaldıraç türlerini açıkladığımız aşağıdaki bağlantıyı ziyaret etmenizi öneririz, çünkü her kaldıraç türü için bir alıştırma vardır ve sorunları çözebilmek için her türün ne olduğunu net bir şekilde bilmeniz gerekir. .
1. Egzersiz
50 kg’lık bir gövde, 300 cm’lik sert bir çubuktan yapılmış birinci derece bir kaldıracın yanına yerleştiriliyor. Yük ile dayanak noktası arasındaki mesafe 180 cm ise, kaldıracın diğer tarafına yerleştirilen cismin dengede kalabilmesi için ağırlığı ne kadar olmalıdır?
Bu problemdeki kaldıraç birinci derecedendir ve biz sadece direnci (50 kg) ve direnç kolunu (180 cm) biliyoruz. Ancak çubuğun uzunluğunu bildiğimiz için, çubuğun toplam uzunluğundan direnç kolunun uzunluğunu çıkararak güç kolunu hesaplayabiliriz:
Daha sonra kaldıraç kuralını uygulayarak gücün değerini belirleyebiliriz:
Verileri formülde değiştiririz:
Ve son olarak denklemdeki bilinmeyeni çözüyoruz:
Alıştırma 2
Bir el arabasına destek noktasından 70 kg 50 cm ağırlığında bir nesne yerleştiriyoruz. El arabasının tutulduğu kısım dayanak noktasından 140 cm uzakta ise el arabasıyla nesneyi taşıyabilmek için ne kadar çaba harcamamız gerekir?
Direnç dayanak noktası ile güç arasında yer aldığından el arabası ikinci derece bir kaldıraçtır. Bu nedenle sorunu çözmek için kaldıraç yasasını uygulamalıyız:
Bildiğimiz verileri denklemde yerine koyarız:
Ve son olarak denklemdeki bilinmeyeni çözüyoruz:
Bu nedenle 25 kg kaldırmaya eşdeğer bir çaba göstermelisiniz.
Alıştırma 3
Üçüncü derece bir kaldıraçta, dayanak noktasından 80 cm uzakta bulunan 15 N’luk bir dirence karşı koymak için 60 N’ye eşdeğer bir kuvvet uygulanmalıdır. Gücün dayanak noktasından ne kadar uzağa uygulandığını hesaplayın.
Bu üçüncü derece kaldıraç probleminde bizden güç kolunu belirlememiz isteniyor. Dolayısıyla sorunu çözmek için kaldıraç denklemini uygulamamız gerekiyor:
Bildiğimiz verileri denklemde yerine koyarız:
Ve denklemdeki bilinmeyenleri çözüyoruz:
Bu nedenle güç dayanak noktasından 20 cm uzağa uygulanmalıdır.