• Czym jest dźwignia?
• Rodzaje dźwigni
• Przykłady dźwigni

Wyjaśniamy, czym jest dźwignia, jakie siły wykorzystuje i jakie zmienne należy wziąć pod uwagę. Również rodzaje dźwigni i przykłady.

Dźwignia może modyfikować lub generować siłę i przenosić przemieszczenie.

Czym jest dźwignia?

Dźwignia to prosta maszyna, czyli urządzenie zdolne do modyfikacji lub generowania zmuszać i transmituj przemieszczenie. Składa się ze sztywnego pręta z jakiegoś umiarkowanie wytrzymałego materiału, który obraca się swobodnie na punkcie podparcia zwanym punkt podparcia.

Dźwignia może być wykorzystana do maksymalizacji siły mechanicznej przyłożonej do obiektu, zwiększenia jego prędkości lub przebytej odległości poprzez przyłożenie proporcjonalnie mniejszej siły.

W zależności od bliskości lub odległości punktu podparcia względem poruszanego ciała, wymagana będzie większa lub mniejsza siła przyłożona i uzyskany zostanie większy lub mniejszy efekt.

Na dźwignię działają jednocześnie trzy siły:

• Moc (P). Jest to siła dobrowolnie przyłożona na końcu dźwigni w celu wywołania reakcji. Może być wykonany ręcznie lub za pomocą waga, a nawet silniki elektryczne lub parowe.
• Wytrzymałość (R). Jest to siła, którą ma pokonać siła, to znaczy ciężar wywierany na dźwignię przez ciało, które chcemy poruszyć, i który będzie równoważny przez prawo działania i reakcji z tym, jakie wywiera na nią dźwignia.
• Siła wsparcia. Jest to siła wywierana przez punkt podparcia na dźwignię, równa i przeciwna do dwóch poprzednich, ponieważ sztanga jest utrzymywana bez poruszania się nad punktem podparcia.

Z kolei w tym przypadku należy wziąć pod uwagę dwie inne zmienne:

• Ramię mocy (Bp). Jest to odległość między punktem podparcia a punktem przyłożenia mocy.
• Ramię oporowe (Br). Jest to odległość między punktem podparcia a ładunkiem lub ciałem, które ma zostać zmobilizowane.

Wszystkie powyższe powiązane są za pomocą następującego wzoru:

PxBp = R x Br, moc na ramię jest równa wytrzymałość dla ciebie.

Dźwignia Został wynaleziony w Pre-historia, i istnieją zapisy już w starożytności Mezopotamii o jego zastosowaniu do szybów irygacyjnych. Pierwsza pisemna wzmianka o dźwigni pochodzi z Papusa z Aleksandrii w jegoZbiór matematyczny , gdzie pojawia się tak słynny cytat greckiego Archimedesa: „Daj mi dźwignię, a poruszę światem”.

Rodzaje dźwigni

W dźwigniach pierwszego stopnia punkt podparcia znajduje się między siłą a oporem.

Istnieją trzy rodzaje dźwigni, w zależności od względnego położenia punktu oporu, to moc i punkt podparcia. Każdy z nich ma inne cechy i będzie miał stosunkowo inny efekt.

• Dźwignia pierwszego stopnia. Punkt podparcia znajduje się między mocą a oporem, dzięki czemu zastosowana moc może być znacznie mniejsza niż opór do pokonania, to znaczy maksymalizuje moc. Jednak transmitowana prędkość i odległość przebyta przez ciało są poświęcane.
• Dźwignia drugiego stopnia. Opór znajduje się między mocą a punktem podparcia, więc moc zawsze będzie mniejsza niż opór, nawet jeśli nie osiągnie większej przemieszczenie ani przebyta odległość (ale oszczędność Energia jest niezwykle przydatne).
• Dźwignia trzeciego stopnia. Wywierana siła znajduje się pomiędzy punktem podparcia z jednej strony, a oporem z drugiej. Przyłożona siła jest większa niż wynikowa, ale możliwe jest zwiększenie przenoszonej prędkości lub odległości przebytej przez ciało.

Przykłady dźwigni

Niektóre codzienne przykłady przełączania mogą być:

• Pierwsza klasa. Huśtawka, nożyce, szczypce, szczypce, katapulty.
• Druga klasa. Taczka, dziadek do orzechów, łódź wiosłowa, wózek pielęgniarski, maszyna do podnoszenia.
• Trzecia klasa. Wędka, usuwacz zszywek, pęseta do brwi lub staw skroniowo-żuchwowy ludzkiego ciała.