Kiến thức

Quy tắc cơ bản của đòn bẩy. Ai phát minh ra đòn bẩy-Khi phát minh ra

Quy tắc cơ bản của đòn bẩy. Ai phát minh ra đòn bẩy – Khi phát minh ra

Bạn đang xem: Quy tắc cơ bản của đòn bẩy. Ai phát minh ra đòn bẩy-Khi phát minh ra

Lịch sử

Người đàn ông bắt đầu sử dụng đòn bẩy trở lại

thời tiền sử

, trực giác hiểu nguyên lý của nó. Các công cụ như

cuốc đất

hoặc là

chèo thuyền

, được sử dụng để giảm lực mà một người cần phải áp dụng. Vào thiên niên kỷ thứ năm trước Công nguyên ở

Lưỡng Hà

đã áp dụng

thiên Bình

người đã sử dụng nguyên tắc đòn bẩy để đạt được sự cân bằng. Sau đó trong

Hy Lạp

, đã được phát minh

steelyard

, giúp bạn có thể thay đổi vai của lực tác dụng, giúp việc sử dụng tạ thuận tiện hơn. Khoảng 1500 năm trước Công nguyên e. tại

Ai cập

Ấn Độ

Shaduf xuất hiện, tiền thân của vòi hiện đại, một thiết bị nâng tàu bằng nước.

Người ta không biết liệu các nhà tư tưởng thời đó có cố gắng giải thích nguyên lý của đòn bẩy hay không. Lời giải thích bằng văn bản đầu tiên được đưa ra vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. e.

Archimedes

liên kết các khái niệm

sức mạnh

, tải và gánh vác. Định luật cân bằng do ông xây dựng vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay và nghe có vẻ như: “Lực nhân với vai của lực bằng tải trọng nhân với vai của tải, trong đó vai của lực là khoảng cách từ điểm đặt lực đến giá đỡ, và vai của tải là khoảng cách từ điểm đặt tải đến gối tựa. ” Theo truyền thuyết, nhận ra tầm quan trọng của phát hiện của mình, Archimedes đã thốt lên: “Hãy cho tôi một điểm tựa và tôi sẽ xoay chuyển Trái đất!”

Trong thế giới hiện đại, nguyên tắc đòn bẩy được sử dụng ở khắp mọi nơi. Hầu hết mọi cơ chế biến đổi chuyển động cơ học đều sử dụng đòn bẩy dưới dạng này hay dạng khác.

Cần cẩu

,

động cơ

, kìm,

cây kéo

và hàng ngàn cơ chế và công cụ khác sử dụng đòn bẩy trong thiết kế của chúng.

Xem thêm: Casio – Vinacal Chuyên đề 19: Tính Nhanh Tích Phân Xác Định

Nguyên tắc hoạt động

Nguyên tắc hoạt động của đòn bẩy là hệ quả trực tiếp của

định luật bảo toàn năng lượng

… Để di chuyển cần một quãng đường thì lực tác dụng lên mặt tải phải thực hiện

công việc

tương đương với:

.

Nhìn từ phía bên kia, lực tác dụng từ phía bên kia sẽ thực hiện công việc.

,

đâu là dịch chuyển của đầu đòn bẩy mà lực tác dụng vào. Để định luật bảo toàn cơ năng được thực hiện đối với hệ kín thì công của lực tác dụng và lực ngược chiều phải bằng nhau, nghĩa là:

, .

Bởi

xác định độ đồng dạng của tam giác

, tỷ số dịch chuyển của hai đầu đòn bẩy sẽ bằng tỷ số của các cánh tay đòn của nó:

, Hậu quả là .

Coi rằng tích của lực và quãng đường là

thời điểm của quyền lực

, có thể hình thành nguyên lý cân bằng cho đòn bẩy. Đòn bẩy ở trạng thái cân bằng nếu tổng mômen của các lực (có tính đến dấu) tác dụng lên nó bằng không.

Đối với đòn bẩy, cũng như các cơ cấu khác, một đặc tính được giới thiệu cho thấy tác dụng cơ học có thể nhận được do đòn bẩy. Đặc điểm này là

tỉ số truyền

, nó cho thấy tải trọng và lực tác dụng có liên quan như thế nào:

.

Đòn bẩy tổng hợp

Một đòn bẩy kép là một hệ thống gồm hai hoặc nhiều đòn bẩy đơn giản được kết nối theo cách mà lực đầu ra của một đòn bẩy được nhập vào đòn bẩy tiếp theo. Ví dụ, đối với một hệ thống gồm hai đòn bẩy được kết nối tuần tự, nếu một lực được tác động vào tay đầu vào của cần thứ nhất, thì lực đầu ra sẽ nằm ở đầu kia của cần này và chúng sẽ được kết nối bằng cách sử dụng tỷ số truyền:

.

Trong trường hợp này, cùng một lực sẽ tác động lên tay đầu vào của cần thứ hai, và lực đầu ra của cần thứ hai và toàn bộ hệ thống sẽ là, tỷ số truyền của giai đoạn thứ hai sẽ là:

.

Trong trường hợp này, tác dụng cơ học của toàn bộ hệ thống, tức là toàn bộ đòn bẩy tổng hợp, sẽ được tính bằng tỷ số giữa lực đầu vào và đầu ra của toàn bộ hệ thống, nghĩa là:

.

Do đó, tỷ số truyền của một đòn bẩy tổng hợp bao gồm hai đòn bẩy đơn giản sẽ bằng tích của tỷ số truyền của các đòn bẩy đơn giản của nó.

Cách tiếp cận giải pháp tương tự có thể được áp dụng cho một hệ thống phức tạp hơn, trong trường hợp chung, bao gồm n đòn bẩy. Trong trường hợp này, hệ thống sẽ có 2n nhánh. Tỷ số truyền cho một hệ thống như vậy sẽ được tính bằng công thức.

,

Tượng hình dấu chấm – bất kỳ điểm nào trên giản đồ đặc trưng cho nhiệt độ và thành phần của hệ thống.

Connoda (nút) – đường nối của hai điểm liên hợp (đẳng nhiệt).

Isopleth– dòng thành phần vĩnh viễn.

Mối quan hệ định lượng giữa khối lượng của các pha của một hệ thống không đồng nhất được tìm thấy bằng cách sử dụng quy tắc đòn bẩy.

Xem xét hệ thống được chỉ ra trong Hình 3.8.

Hình 3.8. Biểu đồ giai đoạn với eutectics để xác định hàm lượng các thành phần theo quy tắc đòn bẩy.

Chấm ĐẾN – thành phần tan chảy không bão hòa g 0 .

Chấm P 0 , thành phần g 0 , phản ánh tổng (tổng) thành phần.

Điểm R 1 thành phần g 1 R 2 thành phần g 2 phản ánh thành phần của pha lỏng và pha rắn tương ứng (điểm liên hợp).

P 0 u003d P 1 + P 2 (3.13)

Hãy lập cân bằng vật chất cho thành phần AT .

g 0 AT trong hệ thống;

g 1 – phần trăm của thành phần AT trong pha lỏng;

g 2 – phần trăm của thành phần AT ở pha rắn.

Cân bằng vật chất của một thành phần AT có thể được mô tả bằng phương trình:

, (3.14)

(3.15)

Phương trình (3.15) được gọi là quy tắc đòn bẩy.

Quy tắc đòn bẩy: tỷ lệ khối lượng của pha lỏng và pha rắn tỷ lệ nghịch với tỷ lệ của các đoạn mà điểm tượng hình đã cho chia điểm nối (nút).

Với sự thay đổi đẳng nhiệt trong tổng thành phần từ điểm P 0 đến điểm, thành phần của các pha cân bằng không thay đổi và được xác định bởi các điểm giống nhau R 1 R 2 , có sự thay đổi tương đối về khối lượng của pha lỏng và pha rắn, được tính theo quy tắc đòn bẩy. Trong ví dụ của chúng tôi (Hình 3.8), khối lượng của sự nóng chảy giảm và khối lượng của các tinh thể của thành phần AT tăng.

Thời gian dừng nhiệt độ trên các đường cong làm lạnh càng dài thì thành phần của chất nóng chảy ban đầu càng gần với thành phần của eutectic.

Ai đã từng nghiên cứu đều biết câu nói của nhà bác học nổi tiếng người Hy Lạp: “Hãy cho tôi một điểm tựa và tôi sẽ xoay chuyển Trái đất”. Nó có vẻ hơi tự tin, tuy nhiên, anh ta có lý do cho một tuyên bố như vậy. Sau tất cả, nếu bạn tin vào truyền thuyết, Archimedes đã thốt lên như vậy, lần đầu tiên mô tả từ quan điểm về nguyên lý hoạt động của một trong những cơ chế cổ xưa nhất của đòn bẩy.

Thiết bị cơ bản này được sử dụng lần đầu tiên khi nào và ở đâu, không thể thiết lập được cơ sở nền tảng của mọi cơ khí và công nghệ. Rõ ràng, ngay cả trong thời cổ đại, người ta đã nhận thấy rằng nếu bạn ấn vào đầu cành cây thì sẽ dễ gãy cành hơn, và một chiếc gậy sẽ giúp nâng một viên đá nặng lên khỏi mặt đất nếu bạn cạy nó từ bên dưới. Hơn nữa, gậy càng dài, đá càng dễ di chuyển. Cả một cành cây và một cây gậy là những ví dụ đơn giản nhất về việc sử dụng đòn bẩy, nguyên lý hoạt động của nó đã được con người thời tiền sử hiểu một cách trực giác. Hầu hết các công cụ lao động cổ xưa nhất như cuốc, mái chèo, búa có tay cầm và những công cụ khác đều dựa trên việc áp dụng nguyên tắc này.

Đòn bẩy đơn giản nhất là một xà ngang có điểm tựa và khả năng xoay xung quanh nó. Một tấm ván đu đặt trên đế tròn là ví dụ rõ ràng nhất. Các mặt của thanh tính từ mép đến điểm tựa được gọi là các tay đòn.

Domenico Fetti. Archimedes trầm ngâm. 1620 g.

Đã có từ thiên niên kỷ V trước Công nguyên. e. c đã sử dụng nguyên tắc đòn bẩy để tạo ra một cân bằng cân bằng. Các nhà cơ học cổ đại nhận thấy rằng nếu bạn đặt điểm tựa chính xác dưới giữa tấm ván đu đưa và đặt các quả nặng lên các cạnh của nó, thì cạnh mà quả nặng nằm trên đó sẽ đi xuống. Nếu các quả nặng có khối lượng như nhau thì tấm ván sẽ nằm ngang. Do đó, thực nghiệm đã phát hiện ra rằng đòn bẩy sẽ cân bằng nếu các nỗ lực như nhau được áp dụng cho các vai bằng nhau của nó.

Nhưng nếu bạn thay đổi điểm tựa bằng cách làm cho một bên vai dài hơn và bên kia ngắn lại? Đây chính xác là những gì sẽ xảy ra nếu bạn trượt một thanh dài dưới một viên đá nặng. Mặt đất trở thành điểm tựa, đá đè lên tay đòn ngắn, người lên người dài. Và đây là những điều kỳ diệu! một tảng đá nặng, không thể dùng tay nhấc lên khỏi mặt đất, nổi lên. Điều này có nghĩa là để cân bằng một đòn bẩy với các tay khác nhau, bạn cần phải tác động các lực khác nhau lên các cạnh của nó: nhiều lực hơn vào tay ngắn, ít hơn vào tay dài.

Nguyên tắc này được sử dụng để tạo ra một

dụng cụ đo lường

steelyard. Không giống như trọng lượng cân bằng, các tay của thanh cân bằng có độ dài khác nhau và một trong số chúng có thể được kéo dài. Khi tải càng phải nặng thì cánh tay trượt càng dài, trên đó có treo quả nặng.

Tất nhiên, đo lường trọng lượng chỉ là một trường hợp đặc biệt của đòn bẩy. Các cơ chế tạo thuận lợi cho lao động và có thể thực hiện các hành động mà thể lực của một người rõ ràng là không đủ đã trở nên quan trọng hơn nhiều.

Nổi tiếng cho đến ngày nay vẫn là những công trình kiến u200bu200btrúc vĩ đại nhất trên Trái đất. Cho đến nay, một số học giả bày tỏ nghi ngờ rằng người Ai Cập cổ đại có thể tự xây dựng chúng. Các kim tự tháp được xây dựng từ các khối nặng khoảng 2,5 tấn, không chỉ cần di chuyển dọc theo mặt đất mà còn phải nâng lên. Điều này có khả thi nếu không sử dụng động cơ?

Các thang đo cân bằng.

Xây dựng các kim tự tháp. Máy in thạch bản của thế kỷ 19.

Đúng vậy, nhà nghiên cứu người Ý Falestedi, người đã tìm thấy phần còn lại của thiết bị bằng gỗ ban đầu trong quá trình khai quật đền thờ Nữ hoàng Hatshepsut, cho biết. Các khối khổng lồ buộc bằng dây thừng được nâng lên bằng một số đòn bẩy bằng gỗ. Bằng cách ấn vào các cánh tay dài của mỗi đòn bẩy, những người xây dựng đã tác dụng một lực vừa đủ để nâng viên đá lên ngang với chiều cao của chúng.

Việc dựng lên các kim tự tháp Ai Cập không phải là trường hợp duy nhất sử dụng cơ chế đòn bẩy trong thời cổ đại. Cần gạt đã được sử dụng ở khắp mọi nơi, nhưng chỉ trong thế kỷ thứ 3. trước và. e. Archimedes đã thực hiện các phép tính toán học và tạo ra lý thuyết đầu tiên về đòn bẩy. Định luật cân bằng của đòn bẩy, được ông xây dựng trong quá trình thực hiện nhiều thí nghiệm, không mất đi tính liên quan của nó trong vật lý hiện đại và được đọc như sau: “Lực nhân với vai tác dụng của lực bằng tải trọng nhân với vai tác dụng của tải trọng, trong đó vai tác dụng lực là khoảng cách từ điểm đặt lực lực tác dụng lên giá đỡ và vai của tải trọng là khoảng cách từ điểm tác dụng tải đến gối tựa. “

Do đó, tay đòn của cần tác dụng lực càng dài thì càng cần ít nỗ lực để vượt qua một tải trọng nhất định, hoặc tải càng lớn có thể vượt qua đối với một tác dụng lực nhất định. Nói cách khác, tỷ lệ của lực tác dụng lên các cánh tay đòn của đòn bẩy tỷ lệ nghịch với tỷ lệ chiều dài của các cánh tay đòn của nó.

Người ta có thể hiểu được tâm huyết của Archimedes, người đã khám phá ra công thức này. Hóa ra là ngay cả những nỗ lực nhỏ nhất cũng có thể cho phép bạn thao tác với những vật có khối lượng khổng lồ, nếu nó được tác dụng lên một đòn bẩy đủ độ dài. Và để nâng quả địa cầu về mặt lý thuyết dễ dàng như một xô nước, bạn chỉ cần một đòn bẩy có sức gánh khoảng 500 nghìn tỷ km và một điểm tựa.

Archimedes xoay Trái đất bằng một đòn bẩy. Khắc từ “Tạp chí Cơ học”. 1824 g.

Vị trí của điểm tựa trên cánh tay là quyết định cho việc xác định loại của nó. Có đòn bẩy loại thứ nhất, nơi điểm tựa nằm giữa điểm tác dụng của lực và đòn bẩy loại thứ hai, nơi điểm tác dụng lực nằm ở một phía của điểm tựa. Các đòn bẩy của loại đầu tiên còn được gọi là hai tay. Để cân bằng một đòn bẩy như vậy, các lực tác dụng lên vai của nó phải được hướng theo một hướng, nếu không đòn bẩy sẽ quay xung quanh điểm tựa. Ví dụ về đòn bẩy của loại thứ nhất là cân bằng và cần gạt, cần cẩu giếng, kéo, thanh chắn, ghế xích đu cho trẻ em và kìm.

Các đòn bẩy một tay, hoặc đòn bẩy của loại thứ hai, được sắp xếp khác nhau. Bây giờ cả hai lực được áp dụng vào một vai, nhưng hướng theo các hướng ngược nhau. Ví dụ đơn giản nhất của đòn bẩy như vậy là xe cút kít. Điểm tựa của nó là bánh xe. Tải trọng được đặt trong một thùng chứa ngay sau bánh xe và tác dụng của trọng lực hướng xuống. Một người lái xe cút kít hướng lực của mình lên trên, tác dụng lực ở mép của cấu trúc, tức là vào tay cầm.

Luật do Archimedes đưa ra cũng có giá trị trong trường hợp này. Mặc dù thiết kế của đòn bẩy là một tay đòn, nhưng đối với các tính toán theo công thức Archimedes, chiều dài của mỗi tay đòn được lấy từ điểm tựa đến điểm tác dụng lực. Như vậy, tải càng gần điểm tựa và càng xa điểm tựa thì lực cần cân bằng tải càng ít.

Các đòn bẩy đơn giản nhất của loại thứ nhất và thứ hai đã là bộ phận quan trọng nhất của nhiều cơ chế trong vài thiên niên kỷ. Và khả năng của họ bị hạn chế. Nếu điểm tựa mà Archimedes thốt lên, quay Trái đất trong giấc mơ của ông, thường không khó tìm, thì chiều dài của đòn bẩy lại là một vấn đề lớn hơn nhiều.

Mái chèo cũng hoạt động dựa trên nguyên tắc đòn bẩy: bằng cách tác dụng ít lực hơn lên cánh tay dài của tay cầm mái chèo, người chèo sẽ nhận được nhiều lực hơn vào tay cầm ngắn.

Bạn có thể làm một thanh rắn có độ dài vừa đủ từ gỗ hoặc kim loại, nhưng trong trường hợp bằng gỗ, hạn chế là chiều cao của thân cây và bản thân các thanh kim loại quá dài cũng nặng đến mức khó tạo ra cơ cấu đòn bẩy. Ngoài ra, đòn bẩy tăng được bù đắp bởi sự mất mát trong khoảng cách mà trọng lượng có thể di chuyển. Nền tảng toán học cho hiện tượng này được tạo ra vào thời Trung cổ bằng cách sử dụng cơ học Newton.

Theo định luật bảo toàn cơ năng, tổng cơ năng của một hệ kín, trong đó chỉ có lực bảo toàn tác dụng, không đổi. Điều này có nghĩa là để duy trì sự cân bằng của đòn bẩy, các lực tác dụng lên các vai khác nhau của nó phải thực hiện công việc như nhau. Khi tỷ số giữa chiều dài của cánh tay đòn tác dụng lực và chiều dài cánh tay đòn tải tăng lên, thì lực tăng lên, nhưng khoảng cách được bao phủ cũng tăng lên.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, mất khoảng cách có thể biến thành lợi. Đây là cách, ví dụ, một chiếc cần trục hoạt động. Một xô nước trên một sợi dây được gắn vào cánh tay dài của thanh và lực tác dụng lên cánh tay ngắn hơn nhiều. Kết quả là, di chuyển cánh tay ngắn một đoạn ngắn giúp bạn có thể kéo xô ra khỏi giếng sâu và nâng nó lên đủ cao.

Tuy nhiên, đòn bẩy và khoảng cách là những hạn chế đáng kể để tạo ra các cơ chế phát triển đủ nỗ lực để giải quyết các thách thức kỹ thuật ngày càng phức tạp. Và vào năm 1773, hai thiên niên kỷ sau khi Archimedes thực hiện các tính toán của mình, kỹ sư-nhà phát minh người Scotland James Watt đã đề xuất ý tưởng về một đòn bẩy tổng hợp, trong đó một số đòn bẩy được kết nối với nhau, làm tăng lực tạo ra. Lực đầu ra của đòn bẩy thứ nhất là lực đầu vào của đòn bẩy thứ hai, v.v., nếu có nhiều hơn hai đòn bẩy trong hệ thống.

Hoạt động quân sự trên

đường sắt

trong cuộc Nội chiến Hoa Kỳ. Với sự trợ giúp của đòn bẩy, công nhân tháo rời các đường ray.

Trở lại thế kỷ VI. các dân tộc du mục ở Trung Á đã sử dụng một thiết kế tương tự để tạo ra những chiếc cung cong rất mạnh mẽ. Các mũi tên bắn ra từ những vũ khí như vậy sẽ xuyên thủng áo giáp, vì các đầu cong của cung làm tăng đáng kể lực của người bắn cung lên dây. Nhưng chính Watt là người đã đưa ra lời biện minh bằng con số đầu tiên cho tính hiệu quả của đòn bẩy kép.

Một đặc tính số của tác dụng cơ học khi sử dụng đòn bẩy là tỷ số truyền, nó thể hiện mối quan hệ của tải và lực tác dụng. Giá trị nhỏ hơn lấy

đặc điểm nhất định

, tác dụng của đòn bẩy càng lớn. Trong một hệ thống bao gồm hai hoặc nhiều đòn bẩy, tỷ số truyền sẽ là sản phẩm của tỷ số truyền của tất cả các đòn bẩy có trong hệ thống. Công thức này sẽ hợp lệ cho bất kỳ số lượng liên kết chuỗi nào.

Tất nhiên, việc phát hiện ra công thức tỷ số truyền không thể tự nó giải quyết bất kỳ vấn đề kỹ thuật nào. Tuy nhiên, mô hình toán học, chứng minh rằng hệ thống đòn bẩy giúp nó có thể phát triển bất kỳ nỗ lực nào, đã trở thành một loại điểm tựa cho các kỹ sư cơ khí. Hầu hết các cơ chế do con người tạo ra đều dựa trên việc sử dụng các đòn bẩy đơn giản và phức tạp. Do đó, chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng chiếc đòn bẩy, dựa vào sự khéo léo của người cổ đại khi cầm một cây gậy và di chuyển một khối đá nặng với nó, đã thực sự làm Trái đất đảo lộn và định trước sự phát triển của cơ học.

G. Howard. Chân dung James Watt. 1797 g.

Cần cẩu giếng. Áp phích từ loạt bài “Lịch sử của các tiện ích thành phố New York”.

Đòn bẩy trong tai

Xương ngắn nhất trong cơ thể người là xương bàn đạp, có chức năng truyền các rung động của màng nhĩ đến các tế bào nhạy cảm của tai trong. Nó hoạt động giống như một đòn bẩy bằng cách tăng áp suất của sóng âm thanh. Khi âm thanh quá mạnh, cơ bàn đạp mở xương ra để tỷ lệ chiều dài cánh tay của đòn bẩy xương thay đổi, và độ tăng âm thanh giảm.

Từ những thời kỳ đầu tiên một người đã sử dụng các thiết bị hỗ trợ khác nhau để tạo điều kiện cho công việc của mình. Thông thường, khi chúng ta cần di chuyển một vật rất nặng, chúng ta lấy một cây gậy hoặc một cái sào để trợ giúp. Đây là một ví dụ về cơ chế đơn giản – đòn bẩy.

Xem thêm: Lý thuyết hàm số mũ, hàm số lôgarit-Môn Toán-Tìm đáp án, giải bài

Sử dụng các cơ chế đơn giản

Có nhiều loại cơ chế đơn giản. Đây là một đòn bẩy, một khối, một cái nêm, và nhiều thứ khác. Cơ chế đơn giản trong vật lý được gọi là thiết bị dùng để biến đổi lực. Mặt phẳng nghiêng, giúp lăn vào hoặc kéo vật nặng lên cũng là một cơ chế đơn giản. Việc sử dụng các cơ chế đơn giản là rất phổ biến cả trong sản xuất và đời sống hàng ngày. Thông thường, các cơ chế đơn giản được sử dụng để đạt được sức mạnh, tức là tăng gấp nhiều lần lực tác động lên cơ thể.

Đòn bẩy trong vật lý là một cơ chế đơn giản

Một trong những cơ chế đơn giản và phổ biến nhất được học trong vật lý lớp bảy là đòn bẩy. Một đòn bẩy trong vật lý là một vật cứng có khả năng xoay quanh một giá đỡ cố định.

Có hai loại đòn bẩy. Đối với đòn bẩy loại thứ nhất, điểm tựa nằm giữa đường tác dụng của lực tác dụng. Các đòn bẩy của loại thứ hai có điểm tựa ở một bên của chúng. Có nghĩa là, nếu chúng ta đang cố gắng di chuyển một vật nặng với sự trợ giúp của một chiếc xà beng, thì đòn bẩy thuộc loại thứ nhất là tình huống khi chúng ta đặt một khối dưới đống phế liệu, ấn xuống đầu tự do của mảnh vụn. Trong trường hợp này, giá đỡ cố định của chúng ta sẽ là một thanh và các lực tác dụng nằm ở cả hai phía của nó. Và đòn bẩy loại thứ hai là khi chúng ta trượt mép xà beng xuống dưới sức nặng, kéo xà beng lên trên, do đó cố gắng lật vật. Ở đây, điểm tựa là điểm mà phế liệu nằm trên mặt đất, và các lực tác dụng lên một phía của điểm tựa.

Xem thêm: Giải bài tập Vật lý lớp 10 bài 2: Chuyển động thẳng đều-Bài tập Vật lý lớp 10 trang 15 SGK

Quy luật cân bằng của các lực trên đòn bẩy

Sử dụng đòn bẩy, chúng ta có thể có được sức mạnh và nâng một vật quá nặng bằng tay không. Khoảng cách từ điểm tựa đến điểm tác dụng lực gọi là vai của lực. Hơn thế nữa, sự cân bằng của các lực trên đòn bẩy có thể được tính theo công thức sau:

F1/ F2 u003d l2 / l1,

trong đó F1 và F2 là lực tác dụng lên đòn bẩy,
và l2 và l1 là vai của các lực này.

Đây là Luật cân bằng đòn bẩy, nghĩa là: đòn bẩy ở trạng thái cân bằng khi các lực tác dụng lên nó tỷ lệ nghịch với vai của các lực này. Luật này do Archimedes thiết lập vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên. Từ nó mà một lực nhỏ hơn có thể cân bằng một lực lớn hơn. Điều này đòi hỏi vai có sức bền thấp hơn vai có sức mạnh lớn hơn. Và sự gia tăng sức mạnh thu được với đòn bẩy được xác định bởi tỷ lệ giữa vai của các lực tác dụng.

Bắt đầu được sử dụng từ thời cổ đại, ngày nay đòn bẩy được sử dụng rộng rãi, cả trong sản xuất, ví dụ như cầu trục, và trong cuộc sống hàng ngày, ví dụ như kéo, cân, v.v.

Cần giúp đỡ với việc học của bạn?

Chủ đề trước: Công suất: công thức và ứng dụng trong vật lý
Chủ đề tiếp theo: & nbsp & nbsp & nbsp Khoảnh khắc của Quyền lực: Quy tắc và Ứng dụng

Bạn sẽ cần

  • thiết bị:
  • – thiết bị đo chiều dài;
  • – máy tính.
  • các công thức và khái niệm toán học và vật lý:
  • – định luật bảo toàn năng lượng;
  • – xác định cánh tay đòn;
  • – xác định sức mạnh;
  • – tính chất của tam giác đồng dạng;
  • – trọng lượng của tải cần di chuyển.

Hướng dẫn

Vẽ sơ đồ của đòn bẩy, cho biết lực F1 và F2 tác dụng lên hai cánh tay đòn của nó. Gắn nhãn các đòn bẩy là D1 và D2. Vai được chỉ định từ điểm tựa đến điểm tác dụng lực. Trong sơ đồ, xây dựng 2 hình tam giác vuông, hai chân của chúng sẽ là khoảng cách mà một cánh tay đòn phải di chuyển và cánh tay kia và cánh tay đòn của chính nó sẽ di chuyển, và cạnh huyền là khoảng cách giữa điểm đặt lực và điểm tựa. Bạn sẽ có những hình tam giác tương tự, bởi vì nếu lực tác dụng vào một bên vai, vai thứ hai sẽ lệch khỏi phương ngang ban đầu bằng chính góc với vai thứ nhất.

Tính quãng đường bạn muốn di chuyển cần. Nếu bạn được cung cấp một đòn bẩy thực sự cần di chuyển một khoảng cách thực, chỉ cần đo độ dài của đoạn mong muốn bằng thước kẻ hoặc thước dây. Chỉ định khoảng cách này là Δh1.

Tính công mà F1 phải làm để cần di chuyển được quãng đường mong muốn. Công được tính theo công thức A u003d F * Δh, Trong trường hợp này, công thức sẽ có dạng A1 u003d F1 * Δh1, trong đó F1 là lực tác dụng lên vai thứ nhất, và Δh1 là quãng đường bạn đã biết. Sử dụng công thức tương tự, hãy tính công mà lực tác dụng lên cánh tay đòn thứ hai. Công thức này sẽ giống như A2 u003d F2 * Δh2.

Ghi nhớ định luật bảo toàn cơ năng đối với hệ kín. Công do lực tác dụng lên cánh tay đòn thứ nhất phải bằng công do lực tác dụng lên cánh tay đòn thứ hai. Tức là, A1 u003d A2 và F1 * Δh1 u003d F2 * Δh2.

Hãy nghĩ về các tỉ lệ trong các tam giác đồng dạng. Tỷ số của hai chân của một trong số họ bằng tỷ số của các chân của người kia, tức là, Δh1 / Δh2 u003d D1 / D2, trong đó D là chiều dài của vai này và vai kia. Thay các tỉ số bằng chúng vào công thức tương ứng, ta thu được đẳng thức sau: F1 * D1 u003d F2 * D2.

Tính toán

tỉ lệ

I. Bằng tỉ số giữa tải trọng và lực tác dụng cho chuyển động của nó, tức là i u003d F1 / F2 u003d D1 / D2.

Khi đan, các chi tiết cắt khác nhau của các mẫu áo chui đầu, váy, áo len và các sản phẩm khác có đường khoét vai được tạo ra. Chúng có thể có mặt trước và mặt sau hình chữ nhật, hoặc chúng được thiết kế với cái gọi là gờ vai. Để làm cho quần áo trông duyên dáng hơn, ở bên phải và

mặt trái

phần trên của nó, bạn cần giảm dần các vòng lặp. Điều quan trọng là phải tính toán chính xác trình tự của những giảm này, sau đó sản phẩm sẽ chính xác như hình vẽ.

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button