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 point d'appui, un point sur le levier maintenu immobile tandis que d'autres se déplacent. leviers de première classe ont le point d'appui entre les forces d'entrée et de sortie. leviers de deuxième et de troisième classe ont le point d'appui à une extrémité. Avec les leviers de seconde classe, la force d'entrée est à l'extrémité et la force de sortie plus proche du point d'appui; avec des leviers de troisième classe, l'inverse est vrai.
Instructions
First-Class Levier: Ciseaux
1 Tracez deux lignes se croisant à un petit angle pour représenter les lames d'une paire de ciseaux. Étiqueter une petite distance du pivot ou point d'appui, comme L_paper = 1,5 cm.
2 Etiqueter une plus grande distance du point d'appui que L_handle = 12 centimètres.
3 Utilisez la formule F_handle
L_handle = F_paper L_paper pour calculer l'effet de levier, ou d'un avantage mécanique, qui est F_paper / F_handel = L_handel / L_paper = 8.
4 Calculez la distance que vous devez déplacer la poignée pour avoir les lames traverser par 2 millimètres au point de contact avec le papier à l' aide de 2 millimètres
L_handel / L_paper = 2 millimètres 12 / 1,5 = 1,6 centimètres. Le but est d'avoir les lames de ciseaux appliquent une 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
5 Dessiner une clé tourner un écrou. L'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. L'étiquette de la distance du centre de l'écrou à l'extrémité de la clé comme L_wrench = 20 centimètres.
6 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, ce qui équivaut à 337,2 livres. Dessiner une flèche à l'extérieur de l'écrou et l'étiqueter comme F_nut = 1500 Newtons.
7 Calculer F_wrench en utilisant la formule F_wrench
L_wrench = F_nut L_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 livres de force pour commencer à tourner l'écrou.
8 Calculer l'effet de levier que F_nut / F_wrench = 1,500 / 75 = 20.
Classe Troisième levier: l'articulation du coude
9 Dessinez un coude plié simplifiée avec os du bras - l'humérus - rencontre l'os de l'avant-bras - le cubitus - à 90 degrés. L'articulation est le point d'appui.
dix Dessinez le muscle biceps de l'extrémité de l'épaule de l'humérus au cubitus à un point proche de l'articulation. Etiqueter la distance de l'articulation du biceps L_bicep = 2 pouces. L'étiquette de la distance de l'articulation à l'extrémité du cubitus, où la main serait, comme L_hand = 16 pouces.
11 Dessiner une flèche à la main et l'étiqueter comme F_hand = 10 livres de force. Dessiner une flèche le long du biceps et l'étiqueter comme L_bicep.
12 Calculer F_bicep en utilisant la formule F_bicep
L_bicep = F_hand L_hand pour obtenir F_bicep = F_hand * L_hand / L_bicep = 80 livres. Le biceps applique une force de 80 livres au niveau du coude pour permettre à la main pour appliquer une force de 10 livres.
13 Calculer 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 inférieure à un.