Адамзат физикалык эмгекти жеңилдетүү жана жеңилдетүү үчүн жөнөкөй машиналарды жана механизмдерди көптөн бери колдонуп келет. Бул механизмдердин бири рычаг болуп саналат. Физикада рычаг деген эмне, анын балансын кайсы формула сүрөттөйт жана рычагдардын кандай түрлөрү бар - бул суроолордун баары макалада берилген.
Түшүнүк
Физикадагы рычаг – бул устундан же тактайдан жана бир таянычтан турган механизм. Колдоо жалпысынан рычагдар деп аталган эки бирдей эмес бөлүккө нурду бөлөт. Акыркысы таяныч чектин айланасында айлануу кыймылын жасай алат.
Жөнөкөй механизм болгондуктан, рычаг күч менен же транзиттик жол менен физикалык иштерди аткаруу үчүн иштелип чыккан. Колдонулган күчтөр анын иштөө учурунда рычагдын колдоруна таасир этет. Алардын бири - каршылык күчү. Ал жылдырылууга (көтөрүлүүгө) муктаж болгон жүктүн салмагынан түзүлөт. Экинчи күч – бул кээ бир тышкы күч, ал көпчүлүк учурларда адамдын колу менен рычагга колдонулат.
Жогорку сүрөттө кадимки рычаг көрсөтүлгөнэки ийин. Кийинчерээк макалада ал эмне үчүн экинчи түрдөгү рычагга тиешелүү экени түшүндүрүлөт.
Рычагдын эрежеси мындай көрүнөт:
КүчКүч колу=ЖүктөөЖүктөө колу
Күч моменти
Келгиле, физикадагы рычаг темасынан бир аз чегинип, анын иштешин түшүнүү үчүн маанилүү физикалык чоңдукту карап көрөлү. Бул күч учуру жөнүндө. Ал күчтүн жана аны колдонуунун колунун узундугунун натыйжасы болуп саналат, ал математикалык түрдө төмөнкүчө жазылган:
M=Fd
Чаштырбоо керек, күчтүн колу d менен рычагдын колу, жалпысынан булар башка түшүнүктөр.
Күч моменти акыркысынын системада бурулуш жасоо жөндөмүн көрсөтөт. Ошентип, көптөр эшикти илмектерге жакын түрткөнгө караганда туткасы менен ачуу алда канча жеңил экенин, же болттун гайканы кыска ачкычка караганда узун ачкыч менен бошоткон оңой экенин билишет.
Күч моменти - вектор. Физикадагы жөнөкөй рычагдык механизмдин иштешин түшүнүү үчүн күч рычагдын колун сааттын жебесине каршы бурганга умтулса, учур оң деп эсептелерин билүү жетиштүү. Эгер ал сааттын жебеси боюнча бурулуш жасоого ыктаса, анда учурду минус белгиси менен алуу керек.
Физикадагы рычагдык баланс
Рычаг кандай шартта баланста болорун түшүнүүнү жеңилдетүү үчүн, төмөнкү сүрөттү карап көрүңүз.
Бул жерде эки күч көрсөтүлгөн: жүк R жана тышкы күч F муну жеңүү үчүн колдонулганжүктөр. Бул күчтөрдүн курал-жарактары тиешелүүлүгүнө жараша dR жана dF ге барабар. Чындыгында, дагы бир күч бар - рычагдын таянычынын устун менен тийген жеринде вертикалдуу жогору карай аракеттенүүчү таяныч реакциясы. Бул күчтүн ийини нөлгө барабар болгондуктан, ал тең салмактуулук шартын аныктоодо мындан ары каралбайт.
Статика боюнча, эгерде тышкы күчтөрдүн моменттеринин суммасы нөлгө барабар болсо, системанын айлануусу мүмкүн эмес. Келгиле, алардын белгисин эске алуу менен бул моменттердин суммасын жазалы:
RdR- FdF=0.
Жазылган теңдик рычаг үчүн жетиштүү тең салмактуулук шартын чагылдырат. Эгер рычагга эки эмес, андан көп күч аракет кылса, анда бул абал дагы эле сакталып кала берет. Күчтөрдүн эки моментинин суммасынын ордуна гана аракет кылуучу күчтөрдүн бардык моменттеринин суммасын таап, аларды нөлгө теңдөө керек болот.
Жеңиш күчтүү жана жолдо
Мурунку абзацта жазылган физикадагы рычагдык күчтөрдүн моменттеринин туюнтмасы төмөнкү формада кайра жазылат:
RdR=FdF
Жогорудагы формуладан төмөнкүдөй:
dR / dF=F / R.
Бул теңчиликте тең салмактуулукту сактоо үчүн F күчү жүктүн R салмагынан канча эсе көп болушу керек, анын колу канча эсе чоң болушу керектиги айтылатF колунан азыраак d R. Рычагты жылдыруу процессинде чоңураак кол кичинекей колго караганда узунураак жолду басып өткөндүктөн, биз рычагды эки жол менен бир эле ишти аткарууга мүмкүнчүлүк алабыз:
- көбүрөөк F күчүн колдонуп, ийинди көздөй жылдырыңызкыска аралык;
- кичине F күчүн колдонуп, ийинди узакка жылдырыңыз.
Биринчи учурда R жүктү жылдыруу процессинде жолдогу утуш жөнүндө сөз кылса, экинчисинде күчтүн жогорулашы жөнүндө сөз болот, анткени F < R.
Левередж кайда колдонулат жана алар эмне?
Физикада рычагдык күчтөрдүн колдонулуш жерине жана таянычтын абалына жараша эң жөнөкөй механизм үч түрдүү болушу мүмкүн:
- Бул эки колдуу рычаг, мында колдоо позициясы устундун эки учунан бирдей алынып салынат. Колдун узундугунун катышына жараша рычагдын бул түрү жолдо да, күч жагынан да жеңишке жетишүүгө мүмкүндүк берет. Аны колдонуу мисалдарына тараза, кычкач, кайчы, тырмак тарткыч, бала селкинчек кирет.
- Экинчи түрдөгү рычаг бир колдуу, башкача айтканда, тирөөч анын учтарынын бирине жакын жайгашкан. Бул учурда сырткы күч устундун экинчи учуна колдонулат жана жүктөө күчү таяныч менен тышкы күчтүн ортосунда аракеттенет, бул дал ушул күчтө жеңүүгө мүмкүндүк берет. Кол араба же Щелкунчик - бул рычагдын эң сонун үлгүлөрү.
- Механизмдин үчүнчү түрү кайырмак же кычкач сыяктуу мисалдар менен берилген. Бул рычаг да бир колдуу, бирок тышкы колдонулган күч жүктү колдонуу чекитине караганда таянычка жакыныраак. Жөнөкөй механизмдин бул дизайны жолдо утуп алууга мүмкүндүк берет, бирок күчүн жоготот. Ошондуктан кайырмактын учундагы салмакка кичинекей балыкты же кычкач менен оор нерсени кармоо кыйынга турат.
Кайра кайталайм, физикадагы рычаг гана уруксат беретжүк ташуунун тигил же бул ишин аткарууну ыңгайлуу кылат, бирок бул иште жеңишке жетишүүгө мүмкүндүк бербейт.
