Як знайти точку опори

Як знайти точку опори

Важіль - це найпростіший механізм, відомий нашим предкам з незапам 'ятних часів, він являє собою тверде тіло, що обертається навколо нерухомої точки - точки опори. Важіль служить для отримання виграшу в силі, для здійснення роботи або для зміни напрямку додатку сили. Як важіль може виступати звичайна палиця, брухт, дошка. Різновидом важеля є також воріт і блок. І способи пошуку точки опори залежно від цього можуть бути різними.

Вам знадобиться

  • - важіль;
  • - вантажі;
  • - динамометр;
  • - лінійка.

Інструкція

1. Вектор сили F, докладеної до важеля, лежить на прямій, яка називається лінією дії сили. Найкоротша відстань від цієї лінії до точки опори - плече сили L. Важіль знаходиться в рівновазі за умови, що ставлення докладених до нього сил назад пропорційне до прапорів цих сил: F1/F2 = L2/L1 (формула 1). Таким чином, точку опори можна знайти, якщо відомі сили F1 (навантаження), F2 (докладене зусилля) і довжина самого важеля L.

2. За допомогою динамометра вимірюйте величину сил F1 і F2 в ньютонах. Лінійкою виміряйте довжину важеля L і запишіть значення в метрах.

3. Знаходження точки опори для важеля 1 роду. Такий важіль ще називають "Коромисло" або "Ваги". Лінії дії сил знаходяться по різні сторони від осі обертання важеля. Прикладом такого важеля будуть гойдалки, ножиці, кліщі. У цьому випадку L = L1 + L2. Виразьте довжину одного з плечей важеля через довжину іншого плеча і довжину всього важеля: L2 = L-L1 (формула 2).

4. Підставте формулу 2 у формулу 1: F1/F2 = (L-L1 )/ L1 (формула 3). З формули 3 шляхом перетворень висловіть L1: L1 = F2 * L/( F1 + F2) (формула 4). Будь ласка, вкажіть відповідні значення F1, F2 і L у формулу 4 і вирахуйте значення L1. Від точки програми сили F1 відкладіть отриману довжину L1 і зробіть засічку. Це і буде шукана точка опори важеля 1 роду.

5. Знаходження точки опори для важеля 2 роду. Такий важіль носить назву "Тачка". В даному випадку сили діють по один бік від точки опори, причому зусилля F2 виявляється на вільний кінець важеля. За таким принципом працюють щипці для колки горіхів, тачки. В даному випадку точкою опори є той кінець важеля, який ближче до точки програми навантаження, сили F1.

6. Знаходження точки опори для важеля 3 роду. Такий важіль називається "Пінцет". Тут сили теж діють по один бік від точки опори, як і в важелі 2 роду. Але зусилля F2 докладено між віссю обертання важеля і навантаженням F1. Така схема використовується при роботі людського передпліччя, пінцету. В даному випадку точка опори - це кінець важеля протилежне навантаженню.