Dźwignia to prosta maszyna, urządzenie zbudowane przez człowieka, aby wygrać za pomocą siły, zwanej silnikiem, innej siły zwanej odpornej.
Celem pierwotnych dźwigni było wzmocnienie ludzkiej siły, pozwalającej na wykonywanie zadań niedozwolonych przez proste użycie siły mięśniowej.
Dźwignie przestrzegają dość prostej zasady fizycznej:
system jest w równowadze, jeśli wypadkowa momentów obu sił wynosi zero.
W fizyce moment siły względem środka wyraża się w wektorze modułowym równym iloczynowi natężenia siły dla długości jego ramienia (odległość linii działania siły od punktu podparcia).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Jeśli wypadkowa momentów musi być zerowa (aby układ był w równowadze), to:
M FORCE IN ENTRY = M FORCE OUTPUT
F xb = F 'x b'
Lub wyrażanie relacji w innych kategoriach możemy powiedzieć:
F: F '= b': b
Dlatego stosunek sił musi być równy odwrotnej zależności między ramionami.
Jeśli b jest 10 razy większe niż b '(b = 10b'), to układ pozostaje w równowadze F musi być 10 razy mniejszy (F = 1 / 10F ').
Dlatego stworzyliśmy korzystną dźwignię: wyobraźmy sobie, że siła F 'jest reprezentowana przez siłę ciężaru głazu o masie 100 kg, aby ją podnieść, wystarczy po prostu zastosować siłę F> 10 kg (> 1/10 siły ciężaru):
Zdefiniujmy teraz korzystną dźwignię: mówi się, że dźwignia jest korzystna, gdy w warunkach równowagi siła napędowa jest mniejsza niż oporna (tak jak w opisanym powyżej przypadku).
Jednakże dźwignia może być również niekorzystna, jeśli siła napędowa jest większa niż siła napędowa.
W końcu dźwignia jest neutralna lub obojętna, gdy siła napędowa jest równa sile napędowej.
DŹWIGNIA PIERWSZEGO TYPU:
dźwignia jest pierwszego typu lub pierwszego typu, jeśli punkt podparcia znajduje się między siłą napędową a siłą oporową. Z kolei dźwignia pierwszego typu może być korzystna, jeżeli siła napędowa jest dalej od punktu podparcia siły oporowej lub, w przeciwnym przypadku, niekorzystna.
Są to dźwignie pierwszego typu, łom, nożyczki, szczypce itp.
DRUGA DŹWIGNIA TYPU:
mówi się, że dźwignia jest drugiego typu lub drugiego rodzaju, jeśli punkt podparcia znajduje się po tej samej stronie siły napędowej i siły oporowej, jednocześnie konieczne jest, aby siła napędowa była bardziej oddalona od punktu podparcia niż siła oporowa. Można zatem wywnioskować, że dźwignie drugiego rzędu są zawsze korzystne.
Taczka jest drugim typem dziadka do orzechów, który otwieracz do butelek.
TRZECIA DŹWIGNIA TYPU:
dźwignia trzeciego typu lub trzeciego rodzaju, jeśli punkt podparcia znajduje się po tej samej stronie siły napędowej i siły oporowej, jednocześnie konieczne jest, aby siła napędowa była bliżej punktu podparcia niż siły nośnej. Można zatem wywnioskować, że dźwignie trzeciego rzędu są zawsze niekorzystne.
Zaciski są trzecim rodzajem dźwigni.
Również mięśnie naszego ciała, umieszczone na kościach, są z fizycznego punktu widzenia dźwigni. Figura przedstawia zgięcie przedramienia przez mięsień bicepsa ramiennego.
Jest to klasyczny przykład dźwigni trzeciego typu, która, jak powiedzieliśmy, jest zawsze niekorzystna. Ponieważ ramię dźwigni jest krótsze, siła rozwijana przez mięsień bicepsa musi być znacznie większa niż siła ciężaru piłki trzymanej na dłoni. Ten typ dźwigni pozwala jednak na dużą amplitudę i szybkość ruchu.
W rzeczywistości w fizyce mówimy o przewadze statycznej i przewadze dynamicznej. Istnieje statyczna przewaga, kiedy używając mniejszej siły napędowej, można wygrać większą siłę oporu (korzystna dźwignia), ale w tym przypadku prędkość i amplituda ruchu są małe, więc występuje dynamiczna wada.
Automatycznie niedogodność statyczna (niekorzystna dźwignia) pozwala na większą prędkość i amplitudę ruchu, czyli dynamiczną przewagę.
KORZYŚCI STATYCZNE = DYNAMICZNA DEADYANTACJA
DYSTRYBUCJA STATYCZNA = ZALETY DYNAMICZNE
Zgięcie podeszwowe stopy z przedłużonymi kończynami dolnymi jest przykładem dźwigni drugiego rzędu.
Opór (ciężar) i siła (mięsień) są po tej samej stronie względem punktu podparcia, siła napędowa jest bardziej oddalona, a zatem dźwignia jest korzystna. Bardzo zwrotne wstawienie tricepsowego surala ułatwia zatem ruch.
Cały układ mięśniowo-szkieletowy opiera się na systemie dźwigni. Dlatego za każdym razem, gdy występuje ruch, powstaje dźwignia, która może być typu pierwszego, drugiego lub trzeciego. W ludzkim ciele najczęstsze dźwignie to dźwignie pierwszego i trzeciego typu, podczas gdy korzystne dźwignie trzeciego rzędu są bardzo rzadkie.
Jednak ciało ludzkie wykorzystuje pewne elementy, które mogą ułatwić działanie mięśni. Tak jest na przykład w przypadku rzepki, która poprzez przemieszczenie siły trakcyjnej mięśnia czworogłowego zwiększa ich skuteczność.
