Bəşəriyyət uzun müddət fiziki əməyi asanlaşdırmaq və sadələşdirmək üçün sadə maşın və mexanizmlərdən istifadə etmişdir. Bu mexanizmlərdən biri də qoldur. Fizikada rıçaq nədir, onun tarazlığını hansı düstur təsvir edir və rıçaqların hansı növləri var - bütün bu suallar məqalədə açıqlanır.
Konsept
Fizikada rıçaq şüa və ya lövhədən və bir dayaqdan ibarət mexanizmdir. Dəstək ümumiyyətlə şüanı qolu qolları adlanan iki qeyri-bərabər hissəyə ayırır. Sonuncu dayaq nöqtəsi ətrafında fırlanma hərəkəti edə bilər.
Sadə mexanizm olmaqla, rıçaq həm gücdə, həm də tranzitdə qazancla fiziki işi yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Tətbiq olunan qüvvələr onun işləməsi zamanı qolun qollarına təsir edir. Onlardan biri də müqavimət gücüdür. Köçürülməsi (qaldırılması) lazım olan yükün çəkisi ilə yaradılır. İkinci qüvvə bəzi xarici qüvvədir ki, bu qüvvə əksər hallarda insan əllərinin köməyi ilə qol qoluna tətbiq edilir.
Yuxarıdakı şəkildə tipik bir qolu göstəriliriki çiyin. Məqalənin sonrakı hissəsində bunun niyə ikinci növ leverage-ə aid olduğu izah ediləcək.
Rıçaq qaydası belə görünür:
QüvvətQüvvət qolu=YükləYük qolu
Güc anı
Gəlin fizikada rıçaq mövzusundan bir qədər kənara çıxaq və onun işini başa düşmək üçün vacib fiziki kəmiyyəti nəzərdən keçirək. Söhbət güc anından gedir. Bu, riyazi olaraq aşağıdakı kimi yazılmış qüvvə və onun tətbiqi qolunun uzunluğunun məhsuludur:
M=Fd
Qüvvətin qolu d ilə qolun qolunu qarışdırmamaq vacibdir, ümumiyyətlə bunlar fərqli anlayışlardır.
Güc anı sonuncunun sistemdə dönüş etmək qabiliyyətini göstərir. Beləliklə, bir çox insanlar bilir ki, qapını menteşələrə yaxınlaşdırmaqdansa, qolu ilə açmaq daha asandır və ya boltdakı qayğı qısa bir açarla açmaqdansa, uzun açarla açmaq daha asandır.
Qüvvət anı vektordur. Fizikada sadə bir qolu mexanizminin işini başa düşmək üçün qüvvə qolu saat yönünün əksinə çevirməyə meyllidirsə, anın müsbət hesab edildiyini bilmək kifayətdir. Əgər o, saat əqrəbi istiqamətində dönüş etməyə meyllidirsə, o zaman mənfi işarə ilə anı qəbul etmək lazımdır.
Fizikada qol tarazlığı
Qolun hansı vəziyyətdə tarazlıqda olacağını başa düşməyi asanlaşdırmaq üçün aşağıdakı rəqəmi nəzərdən keçirin.
Burada iki qüvvə göstərilib: yük R və bunun öhdəsindən gəlmək üçün tətbiq edilən xarici qüvvə FYüklər. Bu qüvvələrin qolları müvafiq olaraq dR və dF-ə bərabərdir. Əslində, başqa bir qüvvə var - şüa və qolun dəstəyi arasında təmas nöqtəsində şaquli olaraq yuxarıya doğru hərəkət edən dəstəyin reaksiyası. Bu qüvvənin çiyni sıfıra bərabər olduğundan, tarazlıq şərti müəyyən edilərkən daha çox nəzərə alınmayacaq.
Statikaya görə, xarici qüvvələrin momentlərinin cəmi sıfıra bərabər olarsa, sistemin fırlanması qeyri-mümkündür. İşarəsini nəzərə alaraq bu anların cəmini yazaq:
RdR- FdF=0.
Yazılı bərabərlik rıçaq üçün kifayət qədər tarazlıq şərtini əks etdirir. Qolda iki qüvvə deyil, daha çox hərəkət edərsə, bu vəziyyət hələ də qalacaqdır. Yalnız iki qüvvə momentinin cəmi əvəzinə, hərəkət edən qüvvələrin bütün momentlərinin cəmini tapmaq və onları sıfıra bərabərləşdirmək lazım gələcək.
Qələbə güclüdür və yoldadır
Fizikada rıçaq qüvvələrinin momentləri üçün əvvəlki paraqrafda yazılmış ifadə aşağıdakı formada yenidən yazılacaq:
RdR=FdF
Yuxarıdakı düsturdan belədir:
dR / dF=F / R.
Bu bərabərlikdə deyilir ki, tarazlığı qorumaq üçün F qüvvəsinin R yükünün ağırlığından, qolunun neçə dəfə dF ağırlığından çox olması lazımdır. qoldan az d R. Qolu hərəkət etdirmək prosesində daha böyük qol kiçik qoldan daha uzun yol getdiyinə görə biz qoldan istifadə edərək eyni işi iki şəkildə yerinə yetirmək fürsəti əldə edirik:
- daha çox F qüvvəsi tətbiq edin və çiyninizi hərəkət etdirinqısa məsafə;
- kiçik F qüvvəsi tətbiq edin və çiyninizi uzun məsafəyə hərəkət etdirin.
Birinci halda, R yükünün hərəkəti prosesində yolda qazancdan danışılır, ikinci halda, F < R.
olduğundan, gücdə qazanc əldə edilir.
Leverage harada istifadə olunur və onlar nədir?
Fizikada rıçaq qüvvələrinin tətbiqi nöqtəsindən və dəstəyin mövqeyindən asılı olaraq ən sadə mexanizm üç növ ola bilər:
- Bu, dayaq mövqeyinin şüanın hər iki ucundan bərabər şəkildə çıxarıldığı iki qollu qoldur. Qolların uzunluqlarının nisbətindən asılı olaraq, bu cür qolu həm şəkildə, həm də gücdə qalib gəlməyə imkan verir. Onun istifadəsinə misal olaraq tərəzi, kəlbətin, qayçı, dırnaq dartıcısı, uşaq yelləncəyi daxildir.
- İkinci növ qolu tək qolludur, yəni dayaq onun uclarından birinin yaxınlığında yerləşir. Bu halda, xarici qüvvə şüanın digər ucuna tətbiq edilir və yük qüvvəsi dəstək və xarici qüvvə arasında hərəkət edir ki, bu da məhz bu qüvvədə qalib gəlməyə imkan verir. Təkər arabası və ya şelkunçik bu cür rıçaqın əsas nümunələridir.
- Üçüncü mexanizm növü çubuq və ya maqqaş kimi nümunələrlə təmsil olunur. Bu qol da tək qolludur, lakin xarici tətbiq olunan qüvvə artıq yükün tətbiqi nöqtəsindən daha çox dəstəyə yaxındır. Sadə bir mexanizmin bu dizaynı yolda qalib gəlməyə imkan verir, lakin güc itirir. Buna görə də çubuqun ucundakı çəkidə kiçik balığı və ya cımbızla ağır bir əşyanı tutmaq çətindir.
Bir daha təkrar etmək lazımdır ki, fizikada bir qol yalnız icazə verirmalların daşınması ilə bağlı bu və ya digər işləri yerinə yetirməyi rahat edir, lakin bu işdə qalib gəlməyinizə imkan vermir.
