Složená páka - Compound lever

Sloučenina páka je jednoduchý stroj působící na předpokladu, že odpor jedné páky v systému pák působí jako úsilí pro další, a tak se použitá síla přenáší z jedné páky na druhou. Téměř všechny váhy k práci použijte nějakou složenou páku. Mezi další příklady patří nůžky na nehty a klavír klíče.
Mechanická výhoda
A páka paže používá opěra zvednout břemeno pomocí a zesílením aplikovaného platnost. V praxi mohou podmínky zabránit použití jediné páky k dosažení požadovaného výsledku,[1] např. omezený prostor, nevhodné umístění místa dodání výsledné síly nebo nutná prohibitivní délka ramene páky. Za těchto podmínek se používají kombinace jednoduchých pák, nazývaných složené páky. Složené páky mohou být konstruovány z pák prvního, druhého a / nebo třetího řádu. U všech typů složené páky platí pravidlo, že síla vynásobená silovým ramenem se rovná hmotnosti vynásobené váhovým ramenem. Výstup z jedné páky se stane vstupem pro další páku v systému, a tak se zvýší výhoda.
Obrázek vlevo ilustruje složenou páku tvořenou dvěma pákami první třídy spolu s krátkým odvozením toho, jak vypočítat mechanickou výhodu. Se zobrazenými rozměry lze mechanickou výhodu W / F vypočítat jako 10/3 × 9/4 = 7.5, což znamená, že použitá síla 1 libra (nebo 1 kg) by mohla zvednout váhu 7,5 lb (nebo 7,5 kg).
Alternativně, pokud by byla poloha otočného bodu na páce AA 'přesunuta tak, že A1 = 4 jednotky a A2 = 9 jednotek, pak se mechanická výhoda W / F vypočítá jako 4/9 × 9/4 = 1, což znamená, že použitá síla zvedne ekvivalentní hmotnost a není zde žádná mechanická výhoda. To obvykle není cílem systému složené páky, i když ve vzácných situacích může geometrie vyhovovat určitému účelu.

Vzdálenosti použité při výpočtu mechanické výhody se měří kolmo na sílu. V příkladu a nůžky na nehty vpravo (složená páka vyrobená z páky třídy 2 a třídy 3), protože síla je vyvíjena svisle (tj. ne kolmý k páce) se vzdálenosti k příslušným otočným bodům měří vodorovně, nikoli podél páky. V tomto příkladu je W / F 7 + 1/1 × 6/6 + 2 = 6. Všimněte si, že (7 + 1) cm = 8 cm je vzdálenost od bodu působení úsilí k ose první páky, kolmá na vynaložené úsilí.
Příklady

Několik příkladů složené páky je stupnice, vlak brzdy a běžný typ nůžky na nehty. Dalším příkladem je lis na koleno, který se používá při tisku, formování nebo ruční nakládka kulky, ražba mincí a medailí a děrování. Složené váhy se používají k vážení těžkých předmětů. Všichni používají několik pák ke zvětšení síly k dosažení konkrétního účelu. Vlaková brzda přenáší sílu tlačí zpět páku na páky a tře se o kola, pomocí tření zpomalí a nakonec zastaví vlak. Toto jsou každodenní aplikace tohoto mechanismu.

Klávesa pro klavír je složená páka prvotřídní, protože osa otáčení je mezi hmotností, kterou se má pohybovat, a silou. Účelem této páky je převést malý pohyb (stisknutí klíče) na větší a rychlý pohyb kladiva na strunách. Kvalita výsledného tónu závisí na tom, zda je výsledná rychlost vyvolána postupným nebo náhlým pohybem klávesy.[2]
Dějiny
Nejstarší zbývající spisy týkající se pák pocházejí ze 3. století před naším letopočtem a byly poskytnuty Archimedes. "Dejte mi místo, kde budu stát, a já pohnu zemí pomocí páky„je poznámka přisuzovaná Archimedesovi, který formálně uvedl správný matematický princip pák (citoval Pappus z Alexandrie).[3]
Jedním z prvních příkladů složené páky je Dynastie Han (202 př. N. L. - 220 n. L.) Spouštěcí mechanismy pro kuše, které byly vybaveny trojitou složenou pákou. Takový mechanismus byl umístěn do samotné kuše. [4]Myšlenka složené páky je přičítána Birmingham vynálezce John Wyatt v roce 1743,[5] když navrhl váha který používal čtyři složené páky k přenosu zátěže z vážní plošiny na centrální páku, ze které bylo možné měřit hmotnost.[6]
Reference
- ^ Populární časopis Mechanics, duben 1924, s. 615-617
- ^ Lisovací lis T, Cooke JF. Etuda. T. Presser, 1916, str. 497
- ^ Mackay, Alan Lindsay (1991). „Archimedes asi 287–212 př. Nl“. Slovník vědeckých citací. Londýn: Taylor a Francis. p. 11.
- ^ Haldon, John (2017). Byzantská válka. Londýn: Taylor a Francis.
- ^ Ceccarelli, Marco (2007). Významné postavy v mechanismu a strojní vědě: jejich přínosy a dědictví. Dordrecht: Springer. p. 16. ISBN 1-4020-6365-2. Citováno 2010-01-17.
Pak v roce 1743 John Wyatt (1700–1766) představil myšlenku složené páky, ve které dvě nebo více pák společně pracují, aby dále snížily úsilí.
- ^ "Historie vážení". Avery Weigh-Tronix. Archivovány od originál dne 02.03.2012. Citováno 2010-01-17.