プッシュまたはプルの力が角度にある3番目のクラスレバーを計算する方法
以前に別の記事で3番目のクラスのレバーについて書いており、それらのためのオンライン計算機を作成しました（以下のリンク）。
ただし、この記事では、押したり引いたりする力が角度に配置されたときに、力の要件に何が起こるかを理解するのに役立ちます。
2階のレバーのレバーアームに力が角度で適用されると、2つのコンポーネントに分割できます：垂直成分とレバーアームに対する平行成分。力の垂直成分は、負荷を移動するトルクを作成する責任がありますが、平行成分はレバーアームを横に押します。
力が角度で適用されたときに第3クラスのレバーで負荷を移動するのに必要な力を計算するために、三角測定を使用して、力の垂直成分の大きさを決定します。
必要な力を計算する方法は？
必要な力が角度を押しているときに第3クラスのレバーに必要な力を計算するには、次の式を使用できます。
f =（w1 * l1） /（l2 * sin（theta） + l1 * sin（phi））
どこ：
- fは、荷重を移動するのに必要な力です。
- W1は荷重の重量であり、ニュートンで
- L1は、支点から力までの距離です。
- L2は、支点から負荷までの距離、メートルで
- シータは、ラジアンのレバーアームと力の間の角度です
- Phiは、ラジアンのレバーアームと負荷の間の角度です
必要な力が角度を押しているときに第三クラスのレバーに必要な力を計算するための式は、レバーアーム間の角度を説明するために追加の用語が追加されることを除いて、2番目のクラスレバーの式に似ています。そして負荷。
レバーも角度がある場合、これは計算にどのように影響しますか？
レバーがサードクラスのレバーシステムの角度にもある場合、荷重を動かすのに必要な力の計算は、複数の角度が含まれるため、より複雑になります。
一般に、レバーアームも角度にある場合、レバーアームに適用される力の垂直成分は、レバーアームと力の間の角度、およびレバーアームと負荷の間の角度によって影響を受けます。 。
力とレバーアームの両方を角度で3番目のクラスレバーシステムに移動するのに必要な力を計算するには、同じ式を使用できます。
f =（w1 * l1） /（l2 * sin（theta） + l1 * sin（phi））
ただし、レバーアームの角度を説明するために、角度のシータとPHIを調整する必要があります。
サードクラスのレバーシステムのレバーアームが45度の角度にある場合、荷重を動かすのに必要な力の計算は、レバーアーム、力、負荷の間の角度に依存します。
力とレバーアームの間の角度がシータであり、荷重とレバーアームの間の角度がPHIであると仮定すると、レバーアームを備えた3番目のクラスレバーシステムの負荷を動かすのに必要な力の計算は、 45度の角度は次のように書くことができます。
f =（w1 * l1） /（l2 * sin（theta + 45） + l1 * sin（phi -45））
ここでは、レバーアームの45度の角度を考慮して45度を追加または減算することにより、角度のシータとPHIが調整されます。
負荷を移動するのに必要な力を計算するには、L1、L2、W1、Theta、およびPHIの値を測定または計算し、Fを解くためにそれらを式に差し込む必要があります。
これは単なる例であり、特定の状況の特定の計算は、レバーシステムに含まれる特定の角度と測定によって異なる場合があります。
プッシュ力が角度にある3番目のクラスレバーの典型的なアプリケーションは何ですか？
プッシュフォースが角度にある3番目のクラスレバーの典型的なアプリケーションは、人間の腕です。
人間の腕では、肘関節が支点として作用し、上腕二頭筋の筋肉が前腕の骨（荷重）に付着し、それを引っ張ってリフティング力を生成します。ただし、上腕二頭筋の筋肉は腕の前面にあり、負荷は腕の背面にあります。これは、上腕二頭筋が角度で腕に力をかけることを意味し、3階のレバーシステムを作成します。
上腕二頭筋が収縮すると、前腕の骨に力をかけて斜めに発揮し、前腕が上方に移動します。上腕二頭筋の筋肉によって生成される力の垂直成分は、前腕の骨を動かすトルクを提供し、力の平行成分は単に骨を横に押します。
角度に押した力を持つ第3クラスのレバーシステムを使用することにより、人間の腕はより多くの速度と可動域で負荷を動かすことができますが、トレードオフは、同じ重量を持ち上げるためにより多くの力が必要であるということです。セカンドクラスレバーシステム。
プッシュ力が角度にある3番目のクラスレバーの利点は何ですか？
プッシュフォースが角度にある3番目のクラスレバーを使用することの利点は次のとおりです。
- 可動域の増加：角度に押した力を備えた第3クラスのレバーを使用することにより、動きの範囲と動きの精度を高めることができます。これは、レバーアームが異なる角度で配置できるため、力の方向と荷重の動きをより強く制御できるためです。
- 速度：角度に押し込む力を備えた第3級レバーは、速度の速い動きを可能にすることができます。これは、速度が重要な状況で有益です。これは、荷重を動かすのに必要な力が、レバーアームの迅速かつ正確な動きで適用できるためです。
- 機械的利点：角度に力を持つ第3クラスのレバーは、セカンドクラスのレバーと比較して負荷を移動するためにより多くの力を必要としますが、それでも機械的利点を提供できます。レバーアームはさまざまな角度で配置できます。これにより、トルクを増やして、より少ない力で負荷を動かしやすくなります。
- 改善された制御：角度に力を備えた第3クラスのレバーに適用される力の角度は、負荷の動きを改善することを可能にします。これは、負荷を障害物の周りや狭い空間で移動する必要がある状況で役立ちます。
全体として、角度に力を持つ第3クラスのレバーを使用すると、動き、速度、精度の範囲が増加し、荷重の動きに対する機械的利点と改善された制御を提供することができます。
