Cov tshuab niaj hnub muaj qhov tsim qauv tsim nyog. Txawm li cas los xij, lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lawv cov tshuab yog nyob ntawm kev siv cov txheej txheem yooj yim. Ib tug ntawm lawv yog lub lever. Nws sawv cev li cas los ntawm qhov kev xav ntawm physics, thiab tseem, nyob rau hauv cov xwm txheej twg yog qhov sib npaug? Peb yuav teb cov lus nug no thiab lwm yam hauv kab lus.
Lever hauv physics
Txhua tus muaj lub tswv yim zoo seb nws yog qhov kev ua haujlwm zoo. Nyob rau hauv physics, ib tug lever yog ib tug qauv uas muaj ob feem - ib tug nqaj thiab ib tug txhawb nqa. Lub nqaj tuaj yeem yog lub rooj tsavxwm, tus pas nrig, lossis lwm yam khoom siv uas muaj qhov ntev. Kev txhawb nqa, nyob rau hauv qab ntawm lub nqaj, yog qhov sib npaug ntawm lub tshuab. Nws xyuas kom meej tias lub lever muaj ib tug axis ntawm kev sib hloov, faib nws mus rau hauv ob txhais caj npab thiab tiv thaiv lub system los ntawm kev mus rau pem hauv ntej ntawm qhov chaw.
Tib neeg tau siv lub zog txij li thaum ub, feem ntau yog los pab txhawb kev ua haujlwm ntawm kev nqa cov khoom hnyav. Txawm li cas los xij, qhov no mechanism muaj kev siv dav dua. Yog li nws tuaj yeem siv los muab lub nra hnyav. Ib qho piv txwv tseem ceeb ntawm xws li daim ntawv thovyog medieval catapults.
Kev ua haujlwm ntawm qib
Txhawm rau kom yooj yim rau kev txiav txim siab lub zog uas ua rau ntawm caj npab ntawm lub zog, xav txog cov hauv qab no:
Peb pom tias lub tshuab no muaj caj npab ntawm qhov ntev sib txawv (dR <dF). Ob lub zog ua haujlwm ntawm cov npoo ntawm lub xub pwg nyom, uas yog coj mus rau hauv qab. Lub zog sab nraud F nyiam nqa lub nra R thiab ua haujlwm muaj txiaj ntsig. Lub nra R tiv thaiv qhov nqa no.
Qhov tseeb, muaj peb lub zog ua haujlwm hauv lub cev - qhov kev txhawb nqa. Txawm li cas los xij, nws tsis tiv thaiv lossis pab txhawb kev sib hloov ntawm lub zog ntawm lub axis, nws tsuas yog ua kom tag nrho cov kab ke tsis txav mus tom ntej.
Yog li, qhov sib npaug ntawm qib yog txiav txim siab los ntawm qhov piv ntawm tsuas yog ob lub zog: F thiab R.
Mechanism equilibrium condition
Ua ntej sau cov qauv sib npaug rau lub zog, cia peb xav txog ib qho tseem ceeb ntawm lub cev ntawm kev txav txav - lub sijhawm ntawm lub zog. Nws yog to taub raws li cov khoom ntawm lub xub pwg nyom d thiab lub zog F:
M=dF.
Cov qauv no siv tau thaum lub zog F ua rau sab laug rau sab caj npab. Tus nqi d piav qhia qhov kev ncua deb ntawm qhov fulcrum (axis ntawm kev sib hloov) mus rau qhov chaw ntawm kev siv lub zog F.
Nco ntsoov statics, peb nco ntsoov tias lub kaw lus yuav tsis tig ib ncig ntawm nws axes yog hais tias tus lej ntawm tag nrho nws lub sij hawm yog sib npaug zos rau xoom. Thaum pom cov nyiaj no, lub cim ntawm lub sijhawm ntawm lub zog yuav tsum tau muab coj los rau hauv tus account. Yog hais tias lub zog nyob rau hauv nqe lus nug zoo li ua ib tug counterclockwise tig, ces lub sij hawm nws tsim yuav zoo. Txwv tsis pub, thaum xam lub sijhawm quab yuam, coj nws nrog lub cim tsis zoo.
Siv cov xwm txheej saum toj no ntawm kev sib hloov sib npaug rau lub zog, peb tau txais qhov sib npaug hauv qab no:
dRR - dFF=0.
Kev hloov pauv qhov sib npaug, peb tuaj yeem sau nws li no:
dR/dF=F/R
Cov lus kawg yog tus lej sib npaug. Kev sib npaug hais tias: qhov ntau dua qhov leverage dF piv rau dR, qhov tsawg zog F yuav tsum tau siv los sib npaug ntawm qhov load R.
Cov mis rau qhov sib npaug ntawm lub zog muab siv lub tswv yim ntawm lub sijhawm quab yuam yog thawj zaug tau txais los ntawm Archimedes rov qab rau xyoo pua 3 BC. e. Tab sis nws tau txais nws tsuas yog los ntawm kev paub dhau los, txij li lub sijhawm ntawd lub tswv yim ntawm lub sijhawm ntawm lub zog tsis tau qhia rau hauv physics.
Qhov kev sau ntawv ntawm qhov sib npaug ntawm lub zog kuj ua rau nws nkag siab tias vim li cas qhov yooj yim txheej txheem no ua rau muaj kev yeej ntawm txoj kev lossis hauv lub zog. Qhov tseeb yog tias thaum koj tig caj npab ntawm lub lever, qhov kev ncua deb dua mus ntev dua. Nyob rau tib lub sijhawm, lub zog me me ua rau nws dua li ntawm luv luv. Hauv qhov no, peb tau txais kev nce hauv lub zog. Yog tias qhov tsis sib xws ntawm lub xub pwg nyom yog qhov qub, thiab lub nra thiab lub zog thim rov qab, ces koj yuav tau txais txiaj ntsig ntawm txoj kev.
teeb meem sib npaug
Qhov ntev ntawm caj npab nqaj yog 2 meters. Txhawb nqanyob rau ntawm qhov deb ntawm 0.5 meters los ntawm sab laug kawg ntawm lub beam. Nws paub tias lub zog sib npaug thiab lub zog ntawm 150 N ua rau ntawm nws lub xub pwg sab laug, qhov loj npaum li cas yuav tsum tau muab tso rau ntawm lub xub pwg sab xis kom sib npaug ntawm lub zog no.
Yuav daws qhov teeb meem no, peb siv txoj cai tshuav nyiaj li cas uas tau sau saum toj no, peb muaj:
dR/dF=F/R=>
1, 5/0, 5=150 / R=>
R=50 N.
Yog li, qhov hnyav ntawm qhov load yuav tsum sib npaug rau 50 N (tsis txhob tsis meej pem nrog huab hwm coj). Peb txhais cov nqi no rau hauv qhov sib thooj siv cov qauv rau lub ntiajteb txawj nqus, peb muaj:
m=R/g=50/9, 81=5.1kg.
Ib lub cev hnyav tsuas yog 5.1 kg yuav sib npaug ntawm lub zog ntawm 150 N (tus nqi no suav nrog qhov hnyav ntawm lub cev hnyav 15.3 kg). Qhov no qhia txog kev nce peb npaug ntawm lub zog.
