¿Qué factores afectan la ventaja mecánica de una palanca?

Responder:

Si en un extremo de una palanca de clase 1 en fuerza de equilibrio #F# se aplica en una distancia #una# a partir de una fulcro y otra fuerza #F# Se aplica en el otro extremo de una palanca en la distancia. #segundo# a partir de una fulcro, entonces

# F / f = b / a #

Explicación:

Considere una palanca de la 1ra clase que consiste en una barra rígida que puede girar alrededor de una fulcro. Cuando un extremo de una barra sube, otro baja.

Esta palanca se puede usar para levantar un objeto pesado con una fuerza significativamente más débil que su peso. Todo depende de la longitud de los puntos de aplicación de las fuerzas de la fulcro de la palanca.

Supongamos que una carga pesada se coloca en una longitud #una# desde el fulcro, la fuerza que empuja hacia abajo sobre una barra es #F#.

En el lado opuesto de una varilla a una distancia #segundo# desde el fulcro aplicamos una fuerza #F# abajo de modo que dos una palanca está en equilibrio.

El hecho de que una palanca esté en equilibrio significa que el trabajo realizado por fuerzas #F# y #F# Cuando una palanca es empujada a ambos lados por una pequeña distancia. #re# Debe ser lo mismo - cualquier trabajo que hagamos, usando la fuerza. #F#, ejecute para empujar hacia abajo nuestro extremo de una palanca en una distancia #segundo# desde el fulcro Debe ser igual a trabajar para levantar un objeto pesado en una distancia #una# En el otro extremo de una palanca.

La rigidez de una barra que sirve como palanca significa que el ángulo de una palanca gira alrededor de una fulcro Es lo mismo en ambos extremos de una palanca.

Supongamos que una palanca girada por un pequeño ángulo #fi# alrededor de un fulcro Levantando ligeramente un peso pesado. Entonces este peso pesado que exhorta una fuerza. #F# en un extremo de una barra a una distancia #una# a partir de una fulcro fue levantado por # a * pecado (phi) # altura. El trabajo realizado debe ser

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

En el otro extremo de una varilla, a distancia. #segundo# desde el fulcro fuerza #F# empujó la palanca hacia abajo por # b * sin (phi) #. El trabajo realizado equivale a

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

Ambas obras deben ser iguales, por lo que

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

o

# F / f = b / a #

De la última fórmula se deduce que la ventaja de usar una palanca depende de la relación entre los extremos de la palanca y la distancia desde fulcro. Cuanto mayor es la relación, más ventaja tenemos y más peso podemos levantar.