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Comment calculer Leviers et Leverage

Leviers vous permettent d'appliquer une force d'entrée en un point de levier pour créer une force de sortie différent à un autre point sur le levier. L'effet de levier, qui est la force de sortie divisée par la force d'entrée, peut être supérieur ou inférieur à un, en fonction de vos besoins. La principale caractéristique d'un levier est le pivot, un point sur le levier maintenu stationnaire tandis que d'autres pièces se déplacent. Leviers de première classe ont le pivot entre les forces d'entrée et de sortie. Leviers de deuxième et de troisième classe ont le point d'appui à une extrémité. Avec leviers de seconde classe, la force d'entrée est au bout et la force de sortie proche de la fulcrum- avec leviers de troisième classe, l'inverse est vrai.

  1. First-Class Levier: Ciseaux

    • 1

      Tracez deux lignes se croisant à un angle faible pour représenter les lames de ciseaux. Attribuer une petite distance du pivot ou point d'appui, comme L_paper = 1,5 centimètres.

    • 2

      Étiqueter une plus grande distance du point d'appui que L_handle = 12 centimètres.

    • 3

      Utilisez la formule F_handleL_handle = F_paperL_paper pour calculer l'effet de levier, ou un avantage mécanique, qui est F_paper / F_handel = L_handel / L_paper = 8.

    • 4

      Calculez la distance vous devez déplacer la poignée d'avoir les lames traverser par 2 millimètres au point avec le papier à l'aide de 2 millimètres de contactL_handel / L_paper = 2 millimètres12 / 1,5 = 1,6 centimètres. Le but est d'avoir les lames de ciseaux appliquent une grande force sur le papier sur une petite distance. Pour ce faire, vous appliquez une force plus petite, mais besoin de déplacer les poignées une plus grande distance.

      • Deuxième Classe Levier: Clé

      • 1



        Dessinez une clé tourner un écrou. Étiquette de la distance du centre de l'écrou, qui est le point d'appui, vers le bord extérieur de l'écrou en tant que L_nut = 1 centimètre. Étiquette de la distance du centre de l'écrou à l'extrémité de la clé comme L_wrench = 20 centimètres.

      • 2

        Dessiner une flèche à la fin de la clé et l'étiqueter comme F_wrench. Supposons qu'il faudra 1500 Newtons pour desserrer l'écrou, équivalent à £ 337,2. Dessiner une flèche à l'extérieur de l'écrou et l'étiqueter comme F_nut = 1500 Newtons.

      • 3

        Calculez F_wrench utilisant la formule F_wrenchL_wrench = F_nutL_nut pour obtenir F_wrench = F_nut * L_nut / L_wrench = 75 Newtons, ce qui équivaut à 16,9 livres. Vous devez appliquer £ 16,9 de la force pour commencer à tourner l'écrou.

      • 4

        Calculez l'effet de levier que F_nut / F_wrench = 1500/75 = 20.

      Classe troisième levier: l'articulation du coude

      • 1



        Dessinez un coude plié simplifiée avec l'os du bras - l'humérus - rencontrer l'os de l'avant-bras - le cubitus - à 90 degrés. La commune est le point d'appui.

      • 2

        Dessinez le muscle biceps de la fin de l'épaule de l'humérus au cubitus à un point près de l'articulation. Étiqueter la distance de la commune à la biceps L_bicep = 2 pouces. Étiquette de la distance de l'articulation à l'extrémité du cubitus, où l'on part, comme L_hand = 16 pouces.

      • 3

        Dessiner une flèche à la main et l'étiqueter comme F_hand = 10 livres de force. Dessiner une flèche le long de la biceps et étiqueter comme L_bicep.

      • 4

        Calculez F_bicep utilisant la formule F_bicepL_bicep = F_handL_hand pour obtenir F_bicep = F_hand * L_hand / L_bicep = 80 livres. Le biceps applique une force de 80 livres à coude pour permettre à la main pour appliquer une force de 10 livres.

      • 5

        Calculez l'effet de levier que F_hand / F_bicep = 0,125. Le but est d'avoir l'articulation du coude seulement bouger un peu tandis que la main se déplace beaucoup. Cela nécessite un avantage mécanique est inférieure à un.

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