Faktor-faktor apa yang memengaruhi keunggulan mekanis tuas?

Menjawab:

Jika di salah satu ujung tuas kelas 1 berlaku gaya kesetimbangan # F # diterapkan pada jarak jauh #Sebuah# dari titik tumpu dan kekuatan lain # f # diterapkan di ujung tuas jarak yang lain # b # dari titik tumpu, kemudian

# F / f = b / a #

Penjelasan:

Pertimbangkan tuas kelas 1 yang terdiri dari batang kaku yang dapat berputar di sekitar a titik tumpu. Ketika satu ujung batang naik, yang lain turun.

Tuas ini dapat digunakan untuk mengangkat benda berat dengan kekuatan yang jauh lebih lemah dari beratnya. Itu semua tergantung pada panjang titik penerapan kekuatan dari titik tumpu dari tuas.

Asumsikan bahwa beban berat diposisikan panjang #Sebuah# dari titik tumpu, kekuatan yang ditekan pada batang adalah # F #.

Di sisi yang berlawanan dari batang di kejauhan # b # dari titik tumpu kami menerapkan kekuatan # f # turun sedemikian rupa sehingga dua tuas berada dalam kesetimbangan.

Fakta bahwa tuas berada dalam kesetimbangan berarti bahwa pekerjaan dilakukan dengan kekuatan # F # dan # f # ketika tuas didorong di kedua sisi dengan jarak kecil # d # harus sama - apa pun pekerjaan kita, menggunakan kekerasan # f #, lakukan untuk menekan ujung tuas kita dari kejauhan # b # dari titik tumpu harus sama dengan bekerja untuk mengangkat benda berat di kejauhan #Sebuah# di ujung tuas lainnya.

Kekakuan batang yang berfungsi sebagai tuas berarti sudut tuas berputar a titik tumpu sama di kedua ujung tuas.

Asumsikan bahwa tuas diputar dengan sudut kecil # phi # sekitar a titik tumpu sedikit mengangkat beban yang berat. Kemudian beban berat ini yang mendesak kekuatan # F # di salah satu ujung batang di kejauhan #Sebuah# dari titik tumpu diangkat oleh # a * sin (phi) # tinggi. Pekerjaan yang dilakukan harus

# W = F * a * sin (phi) #

Di ujung lain batang, pada jarak # b # dari titik tumpu, kekuatan # f # mendorong tuas ke bawah # b * sin (phi) #. Pekerjaan yang dilakukan sama dengan

# W = f * b * sin (phi) #

Kedua karya harus sama, jadi

# F * a * sin (phi) = f * b * sin (phi) #

atau

# F / f = b / a #

Dari rumus terakhir kami memperoleh bahwa keuntungan menggunakan tuas tergantung pada rasio antara jarak ujung tuas dari titik tumpu. Semakin banyak rasionya - semakin banyak keuntungan yang kita miliki dan semakin banyak beban yang bisa kita angkat.