كيفية حساب رافعة من الدرجة الثانية - جرب الآلة الحاسبة أدناه
رافعة الدرجة الثانية هي آلة بسيطة تتكون من قضيب صلب يدور حول نقطة ثابتة تسمى نقطة ارتكاز. يقع الحمل أو الوزن بين نقطة الارتكاز والجهد أو القوة المطبقة لتحريك الحمل. بمعنى آخر، يكون الحمل بعيدًا عن نقطة الارتكاز أكثر من الجهد، ويتم تطبيق الجهد في الاتجاه المعاكس للحمل.
يتم استخدام رافعة من الدرجة الثانية لزيادة القوة المطبقة على الحمل. من خلال وضع الحمل بالقرب من نقطة الارتكاز أكثر من الجهد المبذول، يمكن تطبيق قوة صغيرة على نهاية الرافعة، والتي يتم تضخيمها أثناء تحريك الحمولة بعيدًا عن نقطة الارتكاز. هذا النوع من الروافع ليس شائعًا مثل روافع الدرجة الأولى أو الدرجة الثالثة ولكن يمكن العثور عليه في العديد من الأمثلة الواقعية.
لحساب الميزة الميكانيكية لرافعة من الدرجة الثانية، عليك تحديد نسبة المسافة من الحمل إلى نقطة الارتكاز (L) إلى المسافة من الجهد إلى نقطة الارتكاز (E). يمكن التعبير عن الميزة الميكانيكية (MA) على النحو التالي:
MA = L / E
تتضمن بعض الأمثلة الواقعية لروافع الدرجة الثانية ما يلي:
- كسارة البندق: كسارة البندق هي مثال شائع لرافعة من الدرجة الثانية. الحمل هو الجوز الذي يوضع بين ذراعي الرافعة، ويبذل الجهد على الطرف الآخر من الرافعة.
- عربة اليد: عربة اليد هي مثال آخر على رافعة من الدرجة الثانية. الحمولة هي وزن محتويات عربة اليد، والتي يتم وضعها بين العجلة والمقابض. يتم تطبيق الجهد على المقابض التي تكون أقرب إلى نقطة الارتكاز من الحمل.
- فتاحة الزجاجات: فتاحة الزجاجات هي أيضًا رافعة من الدرجة الثانية. الحمل هو غطاء الزجاجة، ويتم تطبيق الجهد على الطرف الآخر من الرافعة، وهو أقرب إلى نقطة ارتكاز.
في ملخص، رافعة من الدرجة الثانية هي آلة بسيطة يمكن استخدامها لزيادة القوة المطبقة على الحمل. وهي ليست شائعة مثل الأنواع الأخرى من الروافع، ولكن يمكن العثور عليها في العديد من الأمثلة الواقعية، مثل كسارات البندق، وعربات اليد، وفتاحات الزجاجات.
نتائج
قوة المحرك المطلوبة F:
0 رطل
0 ن
0 كجم
0 جرام
المبدأ وراء الحسابات
في رافعة من الدرجة الثانية، يقع الحمل أو المقاومة بين نقطة الارتكاز والجهد. دائمًا ما يكون ذراع الجهد أطول من ذراع الحمل. صيغة حساب الجهد المطلوب في رافعة من الدرجة الثانية هي:
الجهد × ذراع الجهد = التحميل × ذراع التحميل
أين:
- الجهد: القوة المؤثرة على الرافعة لتحريك الحمولة
- ذراع الجهد : المسافة من نقطة الارتكاز إلى النقطة التي يبذل فيها الجهد
- الحمل: الوزن أو المقاومة التي يتم تحريكها بواسطة الرافعة
- ذراع الحمل: المسافة من نقطة الارتكاز إلى النقطة التي يتم فيها تطبيق الحمل
للعثور على أي من المتغيرات في المعادلة، يجب معرفة المتغيرات الثلاثة الأخرى.
يستخدم Tonneau Cover Lift رافعة من الدرجة الثانية
في حالة غطاء Tonneau، أين المحركات الكهربائية تستخدم لرفع الغطاء لأعلى ولأسفل، ثم نفترض أن الوزن موزع بالتساوي على كامل الطول. في هذه الحالة يمكن التعامل مع الحمل كحمل نقطي يعمل عند نقطة منتصف ذراع الحمل. نقطة المنتصف هي حيث يساوي ذراع الحمل نصف الطول الإجمالي لذراع الحمل.
- الجهد: القوة المؤثرة على الرافعة لتحريك الحمولة
- ذراع الجهد : المسافة من نقطة الارتكاز إلى النقطة التي يبذل فيها الجهد
- الحمل: الوزن أو المقاومة التي يتم تحريكها بواسطة الرافعة
- ذراع الحمل: المسافة من نقطة الارتكاز إلى منتصف ذراع الحمل
كيف تختلف رافعة الدرجة الثانية عن رافعة الدرجة الثالثة؟
تختلف رافعة النوع الثاني عن رافعة النوع الثالث من حيث ترتيب مكوناتهما الثلاثة: الجهد، والحمل، ونقطة الارتكاز. فيما يلي ملخص لاختلافاتهم: رافعة من الدرجة الثانية:- يقع الحمل بين الجهد ونقطة الارتكاز.
- يتحرك الجهد في الاتجاه المعاكس للحمل.
- توفر روافع الدرجة الثانية عمومًا ميزة ميكانيكية، مما يعني أن الجهد المطلوب لتحريك الحمل أقل من القوة التي يمارسها الحمل.
- تتضمن أمثلة روافع الدرجة الثانية عربات اليد، وكسارات البندق، وفتاحات الزجاجات.
- يقع الجهد بين نقطة الارتكاز والحمل.
- يتحرك الجهد في نفس اتجاه الحمل.
- عادةً ما توفر روافع النوع الثالث عيبًا ميكانيكيًا، مما يعني أن الجهد المطلوب لتحريك الحمل أكبر من القوة التي يمارسها الحمل. ومع ذلك، فإنها غالبًا ما توفر ميزة السرعة ونطاق الحركة.
- تشمل أمثلة روافع الدرجة الثالثة الملقط، والأطراف البشرية (مثل العضلة ذات الرأسين التي تعمل على الساعد)، ومضرب البيسبول الذي يحمله الضارب.
لقد أنشأنا بعض منشورات المدونة على فئات أخرى من الروافع، وترد أدناه اختصارات لها:
مثال حقيقي على رافعة من الدرجة الثانية والثالثة
