Рычаг - это простая машина, устройство, созданное человеком для победы с помощью силы, называемой мотором, другой силы, называемой сопротивляющей.
Цель первичных рычагов состояла в том, чтобы усилить человеческую силу, позволяющую выполнять работу, не разрешенную простым использованием мышечной силы.
Рычаги подчиняются довольно простому физическому принципу:
система находится в равновесии, если результат моментов двух сил равен нулю.
В физике момент силы относительно центра выражается модульным вектором, равным произведению интенсивности силы на длину ее плеча (расстояние линии действия силы от точки опоры).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Если результирующий момент должен быть нулевым (чтобы система находилась в равновесии), то:
M FORCE IN ENTRY = M FORCE OUTPUT
F xb = F 'x b'
Или, выражая отношения в других терминах, мы можем сказать:
F: F '= b': b
Следовательно, соотношение между силами должно быть равно обратному соотношению между руками.
Если b в 10 раз больше, чем b '(b = 10b'), так что система остается в равновесии, F должно быть в 10 раз меньше (F = 1 / 10F ').
Поэтому мы создали полезный рычаг: представьте, что сила F 'представлена силой веса валуна весом 100 кг, чтобы поднять его, вам нужно будет просто приложить силу F> 10 кг (> 1/10 от силы веса):
Давайте теперь определим преимущественное рычаг: рычаг называется выгодным, когда в условиях равновесия движущая сила меньше, чем сопротивляющая (как в только что описанном случае).
Однако рычаг также может быть невыгодным, если движущая сила больше, чем сопротивление.
Наконец, рычаг нейтрален или безразличен, когда движущая сила равна сопротивлению.
РЫЧАГ ПЕРВОГО ТИПА:
рычаг относится к первому типу или первому типу, если точка опоры находится между движущей силой и силой сопротивления. В свою очередь, рычаг первого типа может быть выгоден, если движущая сила находится дальше от точки опоры силы сопротивления, или, в противном случае, невыгодна.
Это рычаги первого типа - лом, ножницы, щипцы и т. Д.
УРОВЕНЬ ВТОРОГО ТИПА:
говорят, что рычаг относится ко второму типу или ко второму типу, если точка опоры находится на одной стороне с движущей силой и силой сопротивления, в то же время необходимо, чтобы движущая сила была более удаленной от точки опоры, чем стойкая. Следовательно, можно сделать вывод, что рычаги второго порядка всегда выгодны.
Тачка - это второй тип щелкунчика открывалка для бутылок.
УРОВЕНЬ ТРЕТЬЕГО ТИПА:
рычаг третьего типа или третьего типа, если точка опоры находится на одной стороне движущей силы и силы сопротивления, в то же время необходимо, чтобы движущая сила была ближе к точке опоры, чем сопротивление. Поэтому можно сделать вывод, что рычаги третьего порядка всегда невыгодны.
Суппорта являются третьим типом рычага.
Также мышцы нашего тела, вставленные в кости, являются с физической точки зрения рычагов. На рисунке показано сгибание предплечья мышцей двуглавой мышцы плеча.
Это классический пример рычага третьего типа, который, как мы уже говорили, всегда невыгоден. Поскольку плечо рычага короче, сила, развиваемая мышцей бицепса, должна быть намного больше, чем сила веса мяча, удерживаемого на руке. Этот тип рычага, однако, обеспечивает большую амплитуду и скорость движения.
На самом деле, в физике мы говорим о статическом преимуществе и динамическом преимуществе. Статическое преимущество заключается в том, что при использовании меньшей движущей силы вы можете выиграть большую сопротивляемую силу (полезный рычаг), но в этом случае скорость и амплитуда движения невелики, поэтому существует динамический недостаток.
Автоматически статический недостаток (невыгодный рычаг) обеспечивает большую скорость и амплитуду движения, то есть динамическое преимущество.
СТАТИЧЕСКОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО = ДИНАМИЧЕСКОЕ НЕДОСТАТОК
СТАТИЧЕСКАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ = ДИНАМИЧЕСКАЯ ПРЕИМУЩЕСТВО
Подошвенное сгибание стопы с расширенными нижними конечностями является примером рычага второго порядка.
Сопротивление (вес) и сила (мышца) находятся на одной стороне относительно точки опоры, движущая сила более отдаленная, и поэтому рычаг имеет преимущество. Таким образом, очень обратное введение в грудную клетку трицепса облегчает движение.
Вся костно-мышечная система основана на системе рычагов. Поэтому всякий раз, когда происходит движение, создается рычаг, который может быть первого, второго или третьего типа. В организме человека наиболее частыми являются рычаги первого и третьего типа, тогда как полезные рычаги третьего порядка очень редки.
Однако человеческое тело использует некоторые элементы, которые могут облегчить работу мышц. Это касается, например, коленной чашечки, которая, смещая тяговую силу четырехглавой мышцы вперед, повышает их эффективность.
