Equilibrium nyob rau hauv physics yog lub xeev ntawm lub system, nyob rau hauv uas nws yog nyob rau hauv tus txheeb ze so rau cov khoom nyob ib ncig ntawm. Statics yog kev tshawb fawb txog kev sib npaug. Ib qho ntawm cov txheej txheem, kev paub txog kev sib npaug rau kev ua haujlwm uas yog qhov tseem ceeb, yog lub zog. Xav txog hauv kab lus seb hom leverage yog dab tsi.
Nws yog dab tsi hauv physics?
Ua ntej tham txog hom levers (hauv physics, qib 7 dhau lub ntsiab lus), cia peb txhais cov cuab yeej no. Lub lever yog ib qho yooj yim mechanism uas tso cai rau koj los hloov lub zog mus rau hauv kev ncua deb thiab vice versa. Lub lever muaj ib tug yooj yim ntaus ntawv, nws muaj ib tug nqaj (board, pas nrig), uas muaj ib tug ntev ntev, thiab ib tug txhawb nqa. Txoj hauj lwm ntawm kev txhawb nqa tsis yog kho, yog li nws tuaj yeem nyob hauv nruab nrab ntawm lub nqaj thiab ntawm nws qhov kawg. Peb nco ntsoov tam sim ntawd tias txoj haujlwm ntawm kev txhawb nqa feem ntau txiav txim siab hom qib.
Ntxhais tau siv los ntawm tib neeg txij li thaum immemorial. Yog li, nws paub tias nyob rau hauv Mesopotamia thaum ub los yog hauv tebchaws Iziv, nrog kev pab ntawm nws, lawv tau tsa dej los ntawm cov dej ntws los yog txav pob zeb loj thaum lub sijhawm.kev tsim kho ntawm ntau yam qauv. Actively siv lub lever nyob rau hauv ancient Greece. Tsuas yog cov ntaub ntawv pov thawj uas tau dim ntawm kev siv cov txheej txheem yooj yim no yog Plutarch's "Parallel Lives", uas tus kws tshawb fawb muab piv txwv ntawm kev siv cov txheej txheem ntawm cov blocks thiab levers los ntawm Archimedes.
Lub tswvyim ntawm torque
Kev nkag siab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm ntau hom levers hauv physics yog ua tau yog tias koj kawm txog qhov teeb meem ntawm kev sib npaug ntawm cov txheej txheem hauv kev xav, uas yog ze rau lub tswv yim ntawm lub sijhawm ntawm lub zog.
Lub sijhawm quab yuam yog tus nqi uas tau txais los ntawm kev sib npaug ntawm lub zog los ntawm qhov kev ncua deb ntawm qhov taw tes ntawm nws daim ntawv thov mus rau axis ntawm kev sib hloov. Qhov kev ncua deb no hu ua "lub xub pwg nyom ntawm lub zog". Cia peb qhia F thiab d - lub zog thiab nws lub xub pwg nyom, raws li, peb tau txais:
M=Fd
Lub sijhawm quab yuam muab lub peev xwm los tig ib ncig ntawm qhov axis ntawm tag nrho cov kab ke. Cov piv txwv tiag tiag uas koj tuaj yeem soj ntsuam lub sijhawm ntawm kev quab yuam hauv kev ua haujlwm yog unscrewing ib tug txiv ntoo nrog ib tug ciaj ntswj los yog qhib lub qhov rooj nrog ib tug kov uas nyob deb ntawm lub qhov rooj hinges.
Torque yog vector kom muaj nuj nqis. Hauv kev daws teeb meem, ib qho feem ntau yuav tsum coj mus rau hauv tus account nws cov kos npe. Nws yuav tsum nco ntsoov tias txhua lub zog uas ua rau lub cev ntawm lub cev tig rov qab ua rau lub sijhawm quab yuam nrog lub cim +.
Lever balance
Daim duab saum toj no qhia tau hais tias lub zog ib txwm thiab lub zog uas ua rau nws raug cim. Tom qab hauv tsab xov xwm nws yuav hais tias nws yog -leverage thawj hom. Ntawm no, cov tsiaj ntawv F thiab R qhia txog ib qho kev quab yuam sab nraud thiab qhov hnyav ntawm qhov hnyav, raws li. Koj tseem tuaj yeem pom tias kev txhawb nqa yog offset los ntawm qhov chaw, yog li qhov ntev ntawm caj npab d F thiab dR tsis sib npaug.
Nyob rau hauv statics nws tau qhia tias lub lever tsis txav raws li ib tug tag nrho mechanism, cov sum ntawm tag nrho cov zog uas ua rau nws yuav tsum sib npaug zos rau xoom. Peb tau sau tsuas yog ob ntawm lawv. Qhov tseeb, kuj muaj qhov thib peb, uas yog qhov sib txawv ntawm ob qho no thiab sib npaug rau lawv cov lej - qhov no yog qhov kev txhawb nqa.
Yuav kom lub zog tsis ua kom muaj kev sib hloov, nws yog qhov tsim nyog kom cov lej ntawm txhua lub sijhawm ntawm lub zog sib npaug rau xoom. Lub xub pwg ntawm cov tshuaj tiv thaiv quab yuam ntawm kev txhawb nqa yog xoom, yog li nws tsis tsim ib pliag. Nws tseem yuav tau sau lub sijhawm ntawm lub zog F thiab R:
RdR- FdF=0=>
RdR=FdF
Record lever equilibrium condition as a formula, kuj muab:
dR/dF=F/R
Qhov kev sib npaug no txhais tau hais tias txhawm rau kom lub zog tsis tig, lub zog sab nraud yuav tsum muaj ntau zaus ntau dua (tsawg dua) dua li qhov hnyav ntawm qhov nqa, pes tsawg lub caj npab ntawm lub zog no tsawg dua (ntau dua) dua li caj npab uas qhov hnyav ua thauj khoom.
Lo lus muab txhais tau hais tias pes tsawg zaus peb yeej ntawm txoj kev nrog kev pab los ntawm cov txheej txheem hauv kev txiav txim siab, peb poob tib lub zog.
Nws tau qhia hauv kab lus dhau los. Ntawm no peb tsuas yog hais tias rau lub zog ntawm hom no, kev txhawb nqa yog nyob nruab nrab ntawm lub zog ua yeeb yam F thiab R. Nyob ntawm qhov sib piv ntawm qhov ntev ntawm caj npab, xws li lub zog tuaj yeem.siv ob qho tib si rau kev nqa qhov hnyav thiab muab lub cev acceleration.
Cov nplais tshuab, txiab, tus ntsia thawv rub, catapult yog cov piv txwv ntawm levers ntawm thawj hom.
Thaum qhov sib npaug, peb muaj ob txhais caj npab ntawm qhov ntev, yog li qhov sib npaug ntawm lub zog ua tiav tsuas yog thaum lub zog F thiab R sib npaug. Qhov tseeb no yog siv los ntsuas lub cev ntawm qhov tsis paub qhov hnyav los ntawm kev muab piv nrog tus nqi siv.
Txiab thiab tus ntsia thawv rub yog cov piv txwv tseem ceeb ntawm kev muaj zog tab sis poob ntawm txoj kev. Txhua leej txhua tus paub tias qhov ze rau qhov axis ntawm txiab ib daim ntawv yog nteg, nws yooj yim dua txiav nws. Ntawm qhov tsis sib xws, yog tias koj sim txiav daim ntawv nrog cov lus qhia ntawm txiab, ces muaj qhov tshwm sim siab uas lawv yuav pib "chew" nws. Qhov ntev ntawm tus kov los yog ntsia thawv rub, nws yooj yim dua los ua cov haujlwm sib xws.
Raws li lub catapult, qhov no yog ib qho piv txwv zoo ntawm kev nce nrog kev pab ntawm lub zog ntawm txoj kev, thiab yog li hauv kev nrawm uas nws lub xub pwg imparts rau qhov projectile.
Nyob rau hauv tag nrho cov levers ntawm hom thib ob, kev txhawb nqa yog nyob ze ntawm ib qho kawg ntawm kab. Qhov kev npaj no ua rau muaj tsuas yog ib lub xub pwg nyom ntawm lub lever. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, qhov hnyav ntawm lub load yog ib txwm nyob nruab nrab ntawm cov kev txhawb nqa thiab sab nraud quab yuam F. Kev npaj ntawm lub zog nyob rau hauv lub lever ntawm lub thib ob hom ua rau lub tsuas pab tau tshwm sim: nce nyob rau hauv lub zog.
Piv txwv ntawm hom leverage no yog lub log tsheb, uas yog siv los nqa cov khoom hnyav, thiab cov nutcracker. Hauv ob qho tib si, qhov poob ntawm txoj kev tsis muaj qhov tsis zoo. Yog li, nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm phau ntawvwheelbarrows, nws tsuas yog ib qho tseem ceeb kom lub load ntawm qhov hnyav thaum nws tsiv. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub zog thov yog ob peb zaug tsawg tshaj li qhov hnyav ntawm lub load.
Kev tsim ntawm hom lever no muaj ntau txoj hauv kev zoo ib yam li yav dhau los. Cov kev txhawb nqa nyob rau hauv cov ntaub ntawv no kuj yog nyob rau ntawm ib tug kawg ntawm lub beam, thiab lub lever muaj ib sab caj npab. Txawm li cas los xij, qhov chaw ntawm lub zog ua yeeb yam hauv nws yog qhov sib txawv kiag li nyob rau hauv qib thib ob. Lub ntsiab lus ntawm kev siv quab yuam F yog nyob nruab nrab ntawm qhov hnyav ntawm kev thauj khoom thiab kev txhawb nqa.
shovel, barrier, nuv ntses thiab tweezers yog cov piv txwv ntawm hom leverage no. Hauv txhua qhov xwm txheej no, peb yeej ntawm txoj kev, tab sis muaj qhov poob loj hauv lub zog. Piv txwv li, kom tuav lub nra hnyav nrog tweezers, koj yuav tsum siv lub zog loj F, yog li siv cov cuab yeej no tsis txhais hais tias tuav cov khoom hnyav nrog nws.
Nyob rau hauv xaus, peb nco ntsoov tias txhua hom levers ua haujlwm ntawm tib txoj cai. Lawv tsis muab kev nce qib hauv kev ua haujlwm ntawm kev txav khoom, tab sis tsuas yog tso cai rau koj rov faib cov haujlwm no raws li nws qhov kev siv yooj yim dua.
