Quins factors afecten l’avantatge mecànic d’una palanca?

Resposta:

Si en un extrem d’una palanca de classe 1 es troba en força d’equilibri # F # s'aplica a una distància # a # d'una fulcrum i una altra força # f # s'aplica a l’altre extrem d’una palanca a la distància # b # d'una fulcrum, llavors

# F / f = b / a #

Explicació:

Penseu en una palanca de la primera classe que consisteix en una vareta rígida que pot girar al voltant d’una fulcrum. Quan un extrem d’una vareta puja, un altre s’abandona.

Aquesta palanca es pot utilitzar per aixecar un objecte pesat amb una força de pes significativament més baixa. Tot depèn de la longitud dels punts d 'aplicació de les forces des del fulcrum de la palanca.

Suposem que es col·loca una càrrega pesada de longitud # a # des del fulcrum, la força que fa caure sobre una vareta és # F #.

Al costat oposat d’una vareta a distància # b # des del fulcrum apliquem una força # f # baixar de manera que dos una palanca estigui en equilibri.

El fet que una palanca estigui en equilibri significa que la feina feta per les forces # F # i # f # quan una palanca és empesa a banda i banda per una petita distància # d # ha de ser el mateix, sigui quin sigui el treball que fem, utilitzant la força # f #, realitzeu-ho per empènyer la nostra palanca cap a una distància # b # des del fulcrum hauria de ser igual a treballar per aixecar un objecte pesat a una distància # a # a l’altre extrem d’una palanca.

La rigidesa d’una vareta que serveix de palanca significa que l’angle d’una palanca gira al voltant d’un fulcrum és el mateix en ambdós extrems d'una palanca.

Suposem que una palanca girada per un angle petit # phi # al voltant d’un fulcrum lleugerament elevat de pes. Llavors aquest pes pesat que exhorta una força # F # a un extrem d’una vareta a distància # a # d'una fulcrum va ser elevat per # a * sin (phi) # alçada. El treball realitzat ha de ser

# W = F * a * sin (phi) #

A l’altre extrem d’una vareta, a la distància # b # des del fulcrum, força # f # va empènyer la palanca cap avall # b * sin (phi) #. El treball realitzat és igual a

# W = f * b * sin (phi) #

Les dues obres han de ser les mateixes

# F * a * sin (phi) = f * b * sin (phi) #

o bé

# F / f = b / a #

A partir de la darrera fórmula es deriva que l’avantatge d’utilitzar una palanca depèn d’una relació entre la distància de la palanca i la de fulcrum. Com més gran sigui la proporció, més avantatge tindrem i més pes podem aixecar.

Com augmenta l’avantatge mecànic d’una palanca de tercera classe?

Reduint la distància entre els punts d’esforç i de càrrega. En una palanca de classe III, el Fulcrum es troba en un extrem, el punt de càrrega es troba a l'altre extrem i el punt d'esforç es troba entre els dos. Així, el braç d'esforç és inferior al braç de càrrega. MA = ("braç d'esforç") / ("braç de càrrega") <1 Per augmentar el MA el braç d'esforç s'ha d'apropar tan a prop com sigui possible al braç de càrrega. Això es fa movent el punt d'esforç més a prop de

Quin avantatge mecànic té una palanca?

Parell de parell addicional. tau = rFsintheta on r és la longitud del braç de palanca, F és la força aplicada, i theta és l'angle de la força al braç de la palanca. Utilitzant aquesta equació, es podria obtenir un parell major augmentant r, la longitud del braç de la palanca, sense augmentar la força aplicada.

Per què l’avantatge mecànic real d’una màquina simple és diferent de l’avantatge mecànic idoni?

AMA = (F_ (out)) / (F_ (in)) IMA = s_ (in) / s_ (fora) L'avantatge mecànic actual AMA és igual a: AMA = (F_ (fora)) / (F_ (in)) és a dir, la relació entre la força d’entrada i la sortida. L’avantatge mecànic ideal, IMA, és el mateix però en absència de FRICCIÓ! En aquest cas, podeu utilitzar el concepte denominat CONSERVACIÓ d’ENERGIA. Així, bàsicament, l’energia que introduïu ha de ser igual a l’energia lliurada (això és, òbviament, bastant difícil en la realitat on teniu una fricció que "dissipa" part de l’energia