Калькулятор рычага второго класса - ПОД УГОЛОМ

Как рассчитать рычаг 2-го класса, в котором толкающая или тянущая сила находится под углом

Если вы уже пробовали наш калькулятор рычагов 2-го класса и читали статью, которую мы пишем о том, как рассчитать силу, необходимую для рычага 2-го класса (ссылка ниже), вы заметите, что это применимо только в том случае, если приложенная сила оказывается перпендикулярной. к рычагу.

Рычаг 2-го класса и калькулятор

Когда сила прикладывается под углом к ​​плечу рычага, ее можно разделить на две составляющие: одну перпендикулярную плечу рычага, а другую параллельную плечу рычага. Перпендикулярная составляющая силы будет способствовать созданию крутящего момента, который перемещает груз, тогда как параллельная составляющая просто будет толкать плечо рычага в сторону.

Чтобы рассчитать силу, необходимую для перемещения груза в рычаге второго рода при приложении силы под углом, нужно с помощью тригонометрии определить перпендикулярную составляющую силы.

Как рассчитать необходимую силу?

формула расчета силы, необходимой для подъема груза с помощью рычага второго рода с силой, приложенной под углом.

Формула:

F = (w1 * L2) / (L1 * sin(тета))

где:

• F — сила, необходимая для подъема груза, в ньютонах.
• w1 — вес груза, в ньютонах
• L1 — расстояние от точки опоры до груза, в метрах.
• L2 — расстояние от точки опоры до силы, в метрах.
• тета — угол между силой и горизонтальной плоскостью, в радианах.

Каково типичное применение рычага 2-го класса, когда толкающая сила находится под углом?

Типичное применение рычага второго рода, где толкающая сила находится под углом, — это тачка. В тачке груз (обычно грязь или другой тяжелый материал) помещается в ковш, расположенный на одном конце рычага (L1), и человек, толкающий тачку, оказывает усилие на ручки, расположенные на другой конец рычага (L2).

Угол между силой, приложенной человеком, и горизонтальной плоскостью обычно составляет не 90 градусов, а некоторый острый угол. Это означает, что сила, необходимая для подъема груза в ковше, меньше веса самого груза. Чем длиннее ручка (L2) и меньше угол приложения силы, тем меньшую силу нужно приложить человеку, чтобы поднять груз.

Используя рычаг второго рода с толкающей силой под углом, человек, толкающий тачку, может перемещать более тяжелый груз с меньшими усилиями, чем если бы он просто поднимал груз напрямую.

Каковы преимущества рычага 2-го класса, в котором толкающая сила находится под углом?

К преимуществам использования рычага второго рода, в котором толкающая сила находится под углом, относятся:

1. Механическое преимущество: Рычаг второго класса обеспечивает механическое преимущество, позволяющее человеку поднимать более тяжелый груз с меньшим усилием. Поместив груз ближе к точке опоры и приложив силу дальше от точки опоры, человек может увеличить силу, которую он оказывает на рычаг. Это особенно полезно при подъеме тяжелых грузов или выполнении задач, требующих больших усилий.
2. Контроль: размещая силу под углом к ​​горизонтальной плоскости, человек может лучше контролировать движение груза. Угол силы позволяет человеку направлять силу в определенном направлении, что может быть полезно в ситуациях, когда груз необходимо перемещать вокруг препятствий или в ограниченном пространстве.
3. Снижение нагрузки: Использование рычага второго класса с толкающей силой под углом может снизить нагрузку на тело человека. Используя рычаг, человек может поднять груз с меньшим усилием, что может снизить риск травмы или растяжения.

В целом, использование рычага второго класса с толкающей силой под углом может повысить эффективность, контроль и безопасность при подъеме тяжелых грузов или выполнении задач, требующих большого усилия.