Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Lever

Lever ( / l i v ər / au Marekani : / l ɛ v ər / ) ni mashine rahisi yenye boriti au rigid fimbo pivoted katika fasta bawaba , au egemeo . Lever ni mwili mgumu unaoweza kuzunguka kwenye hatua yenyewe. Kwa misingi ya eneo la fulcrum, mzigo na juhudi, lever imegawanywa katika aina tatu . Ni mojawapo ya mashine sita rahisi zilizotambuliwa na wanasayansi wa Renaissance. Lever inaongeza nguvu ya pembejeo kutoa nguvu zaidi ya pato, ambayo inasemekana kutoa ustawi . Uwiano wa nguvu ya pato kwa nguvu ya pembejeo ni faida ya mitambo ya lever.

Lever
Palanca-ejemplo.jpg
Levers inaweza kutumika kwa nguvu kubwa juu ya umbali mdogo kwa mwisho mmoja kwa kutumia nguvu ndogo tu juu ya mbali zaidi kwa mwingine.
Uainishaji Rahisi mashine
Sekta Ujenzi
Uzito Nyakati za misa ya kuongeza kasi
Chanzo cha mafuta uwezo na kinetic nishati {nishati ya mitambo}
Vipengele fulcrum au pivot, mzigo na jitihada

Yaliyomo

Etymology

Neno "lever" liliingia Kiingereza kuhusu 1300 kutoka Kifaransa cha Kale , ambalo neno lilikuwa levier . Hii ilitokea kutoka shina la lever ya kitenzi, maana ya "kuinua". Kitenzi, kwa upande wake, kinarudi kwenye levare ya Kilatini , yenyewe kutoka kwa kivumishi levis , maana ya "mwanga" (kama "sio nzito"). Neno la asili ya msingi ni Proto-Indo-European (PIE) shina legwh-, maana yake "mwanga", "rahisi" au "mahiri", miongoni mwa mambo mengine. Shina la PIE pia lilisababisha neno la Kiingereza "mwanga". [1]

Matumizi ya awali

Maandiko ya awali yaliyobaki kuhusu tarehe ya kuondokana na karne ya karne ya 3 KWK na yalitolewa na Archimedes . 'Nipe mahali pa kusimama, nami nitaifanya dunia pamoja nayo' ni maelezo ya Archimedes ambao rasmi alisema kanuni sahihi ya hisabati ya lever ( iliyobitika na Pappus wa Alexandria ).

Inadhaniwa [ na nani? ] kwamba katika Misri ya kale, wajenzi walitumia lever kusonga na kuinua obelisks yenye uzito wa tani zaidi ya 100.

Nguvu na levers

Lever katika usawa

Lever ni boriti iliyounganishwa chini na mchoro, au pivot, inayoitwa fulcrum. Lever bora haina kusambaza au kuhifadhi nishati, ambayo ina maana hakuna msuguano katika mshipa au kupiga katika boriti. Katika kesi hiyo, nguvu katika lever ina sawa nguvu, na uwiano wa pato kwa nguvu ya pembejeo hutolewa na uwiano wa umbali kutoka fulcrum hadi pointi ya matumizi ya majeshi haya. Hii inajulikana kama sheria ya lever.

Faida ya mitambo ya lever inaweza kuamua kwa kuzingatia usawa wa wakati au wakati , T , kuhusu fulcrum.

ambapo F 1 ni nguvu ya pembejeo kwa lever na F 2 ni nguvu ya pato. Umbali a na b ni umbali wa umbali kati ya nguvu na fulcrum.

Tangu muda wa moment lazima iwe na usawa, . Hivyo, .

Faida ya mitambo ya lever ni uwiano wa nguvu ya pato kwa nguvu ya kuingiza,

Uhusiano huu unaonyesha kuwa faida ya mitambo inaweza kuhesabiwa kutoka kwa uwiano wa umbali kutoka kwa fulcrum ambapo vikosi vya pembejeo na pato hutumika kwa lever, bila kuchukua hasara kutokana na msuguano, kubadilika au kuvaa. Hii inabakia kweli ingawa umbali wa usawa (unaozingatia mvuto wa mvuto) wa mabadiliko na b (kupungua) kama levu inabadilika kwenye nafasi yoyote mbali na usawa.

Madarasa ya levers

Masomo matatu ya levers

Vipande vinawekwa na nafasi za jamaa za fulcrum, jitihada na upinzani (au mzigo). Ni kawaida kuwaita nguvu ya pembejeo jitihada na pato nguvu ya mzigo au upinzani. Hii inaruhusu utambuzi wa madarasa matatu ya levers kwa maeneo ya jamaa ya fulcrum, upinzani na jitihada: [2]

  • Darasa la 1 : Fulcrum katikati: jitihada hutumiwa upande mmoja wa fulcrum na upinzani (au mzigo) kwa upande mwingine, kwa mfano, seti , shina au jozi la mkasi . Faida ya mitambo inaweza kuwa kubwa kuliko, chini ya, au sawa na 1.
  • Class 2: Upinzani (au mzigo) katikati: jitihada inatumika upande mmoja wa upinzani na egemeo iko upande wa pili, kwa mfano, toroli , nutcracker , kopo chupa au breki kanyagio ya gari. Mkono wa kubeba ni ndogo kuliko mkono wa juhudi. Faida ya mitambo daima ni kubwa zaidi kuliko 1. Inaitwa pia nguvu ya kuongezeka kwa kiwango cha juu.
  • Hatari ya 3 : Jitihada katikati: upinzani (au mzigo) ni upande mmoja wa jitihada na fulcrum iko upande wa pili, kwa mfano, jozi la pamba au kibinadamu . Mkono wa juhudi ni ndogo kuliko mkono wa mzigo. Faida ya mitambo daima ni chini ya 1. Inaitwa pia lever kasi ya kuzidisha.

Kesi hizi ni ilivyoelezwa na fre mnemonic 123 ambapo f ulcrum ni katikati ya darasa 1 lever, r esistance ni katikati ya 2 ya darasa lever, na e ffort ni katikati ya 3 lever ya darasa.

Sheria ya lever

Lever ni bar inayohamia ambayo inazunguka kwenye fulcrum iliyohusishwa na uhakika. Lever inafanya kazi kwa kutumia vikosi kwa umbali tofauti kutoka fulcrum, au pivot.

Kutokana na lever haina kuachana au kuhifadhi nishati, nguvu katika lever lazima sawa nguvu nje ya lever. Kama lever inapozunguka fulcrum, inazungumzia mbali zaidi na hoja hii ya haraka zaidi kuliko pointi karibu na pivot. Kwa hivyo, nguvu inayotumiwa kwa hatua mbali zaidi ya pivot lazima iwe chini ya nguvu iko karibu na karibu, kwa sababu nguvu ni bidhaa ya nguvu na kasi. [3]

Ikiwa a na b ni umbali kutoka kwa fulcrum kwa pointi A na B na nguvu F A kutumika kwa A ni pembejeo na nguvu F B kutumika katika B ni pato, uwiano wa kasi ya pointi A na B hutolewa na a / b , hivyo tuna uwiano wa nguvu ya pato kwa nguvu ya pembejeo, au faida ya mitambo, inatolewa na

Hili ni sheria ya lever , ambayo iliidhinishwa na Archimedes kutumia mawazo ya kijiometri. [4] Inaonyesha kwamba kama umbali a kutoka egemeo na ambapo nguvu pembejeo inatumika (sehemu A) ni mkubwa kuliko umbali b kutoka egemeo na ambapo nguvu pato inatumika (sehemu B), kisha lever humkunjulia pembejeo nguvu. Kwa upande mwingine, kama umbali a kutoka egemeo kwa nguvu pembejeo ni chini ya umbali b kutoka egemeo kwa nguvu pato, basi lever inapunguza nguvu ya kuingiza.

Matumizi ya kasi katika uchambuzi wa tuli ya lever ni matumizi ya kanuni ya kazi halisi .

Kazi ya kweli na sheria ya lever

Lever inaonyeshwa kama bar imara iliyounganishwa kwenye sura ya chini kwa ushirikiano ulio na nywele unaoitwa fulcrum. Lever inaendeshwa kwa kutumia pembejeo nguvu F A katika hatua A iliyoko kwa kuratibu vector r A katika bar. Lever kisha ina nguvu ya pato F B katika hatua B iliyopo kwa r . B. Mzunguko wa lever kuhusu fulcrum P hufafanuliwa na angle ya mzunguko θ katika radians.

Hii ni kuchora kutoka Magazeti ya Mechanics iliyochapishwa huko London mnamo 1824.

Hebu vector kuratibu ya hatua P ambayo inafafanua fulcrum kuwa r P , na kuanzisha urefu

ambayo ni umbali kutoka kwa fulcrum hadi hatua ya pembejeo A na kwa hatua ya pato B , kwa mtiririko huo.

Sasa kuanzisha kitengo wadudu e A na barua B kutoka egemeo kwa uhakika A na B, hivyo

Upeo wa pointi A na B hupatikana kama

ambapo e A na e B ni vitengo vya wadudu perpendicular e A na barua B, kwa mtiririko huo.

Angle θ ni kuratibu ya jumla inayofafanua usanidi wa lever, na nguvu ya jumla inayohusishwa na kuratibu hii inatolewa na

ambapo F A na F B ni vipengele vya vikosi vinavyozingatia makundi ya radial PA na PB . Kanuni ya kazi halisi inasema kwamba katika usawa nguvu ya jumla ni sifuri, hiyo ni

Hivyo, uwiano wa nguvu ya pato F B kwa nguvu ya pembejeo F A hupatikana kama

ambayo ni faida ya mitambo ya lever.

Equation hii inaonyesha kwamba kama umbali a kutoka egemeo kwa uhakika A ambapo nguvu pembejeo inatumika ni mkubwa kuliko umbali b kutoka egemeo hadi B ambapo nguvu pato inatumika, basi lever humkunjulia nguvu ya kuingiza. Ikiwa kinyume ni kweli kwamba umbali kutoka kwa fulcrum hadi hatua ya pembejeo A ni chini ya kutoka fulcrum hadi hatua ya pato B , basi lever inapunguza ukubwa wa nguvu ya kuingiza.

Angalia pia

  • Mitambo iliyowekwa
  • Crowbar (chombo)
  • Vifaa vikali
  • Uunganishaji (mitambo)
  • Faida ya Mitambo
  • Mfumo (uhandisi)
  • Rahisi mashine
  • Kufikia kiwango (fizikia)
  • Zana
  • Kazi ya kweli

Vidokezo

Marejeleo

  1. ^ Etymology of the word "lever" in the Online Etymological Dictionary
  2. ^ Davidovits, Paul (2008). "Chapter 1". Physics in Biology and Medicine, Third edition . Academic Press. p. 10. ISBN 978-0-12-369411-9 .
  3. ^ Uicker, John; Pennock, Gordon; Shigley, Joseph (2010). Theory of Machines and Mechanisms (4th ed.). Oxford University Press, USA. ISBN 978-0-19-537123-9 .
  4. ^ Usher, A. P. (1929). A History of Mechanical Inventions . Harvard University Press (reprinted by Dover Publications 1988). p. 94. ISBN 978-0-486-14359-0 . OCLC 514178 . Retrieved 7 April 2013 .

Viungo vya nje