تتمثل إحدى المهام الرئيسية في الصناعة البشرية في العمل ضد قوة الجاذبية ، وإقامة هياكل مثل الجسور والمباني كافية لتحمل قوة الجاذبية المفروضة على كتلتها وكتلة الناس احمل. يجب أن يكون لدى المرء وسيلة لبناء هذه الهياكل بالفعل ، وأحد أكثر قطع الآلات التي يمكن التعرف عليها لرفع الأشياء الثقيلة بطرق دقيقة هي الرافعة.
الأفق الطويل المهيمن حيث يتم بناء أي شيء ذي حجم ، تعمل الرافعات كرافعات قادرة على رفع الأشياء على مسافة من المحرك ونقطة تثبيت الرافعة. يتم ذلك باستخدام ملف ذراع الازدهار، يمكن تغيير الطول والزاوية من الأرض وفقًا لوظيفة البناء (أو إزالة البناء) في متناول اليد.
قد تحتاج إلى معادلة حساب الرفع لتحديد قدرة الرفع لمجموعة معينة من الرافعات. يتضمن هذا في الغالب الهندسة الأساسية ، لكن القليل من الفهم للفيزياء الأساسية يساعد أيضًا.
أجزاء وفيزياء الرافعة
يتم تشغيل الرافعة من أعلى منصة متحركة ودوارة (ولكن مثبتة بطريقة أخرى) تسمى قاعدة الركيزة ، والتي يمكن أن يصل عرضها إلى عدة أمتار. يمتد ذراع الرافعة للأعلى وللخارج بزاوية معينة (على سبيل المثال 30 درجة) لطولها ، وفي نهاية ذراع الرافعة هذا ، يوجد جهاز يرفع الحمولة المراد رفعها وتحريكها.
الحمولة (الكتلة مضروبة في الجاذبية g أو 9.8 م / ث2) يتم رفعها (بشكل مثالي) عموديًا ، لذلك لا توجد قوى أفقية تلعب (الأيام العاصفة تلحق الضرر بمشغلي الرافعات). بدلاً من ذلك ، يتم الحفاظ على التوتر T (القوة لكل وحدة طول) في الكبل عندما تقوم القوة الصاعدة للرافعة (المعاد توجيهها بواسطة بكرة في الجزء العلوي من الجهاز) بموازنة وزن الحمولة تمامًا. عندما يقود المحرك T فوق هذه النقطة ، يتحرك الحمل لأعلى ، بشرط أن يكون الكابل قويًا بما يكفي لتحمل القوة.
هندسة الرافعة
بالنظر من جانب واحد ، فإن ذراع الرافعة والأرض والكابل العمودي تشكل مثلثًا قائمًا. الوتر هو ذراع الرافعة ، والذراع الطويل للمثلث هو المسافة r من قاعدة الدعامة للحمل والذراع القصير للوتر هو الارتفاع الرأسي h من "طرف" ذراع الرافعة فوق أرض.
يجب أن يأخذ نصف القطر الفعال r قاعدة الركيزة في الاعتبار وبالتالي يتم تقصيرها قليلاً لحساب قدرة الرفع ؛ أي أنه لا يبدأ مباشرة من المحرك ، حيث يكمن رأس هذا المثلث القائم بذاته.
رافعة في حالة توازن
المستوى في حالة الاتزان ليس له أجزاء متحركة. هذا يعني أن مجموع القوى الخارجية وعزم الدوران الخارجي هو صفر. نظرًا لأن الحمل يميل إلى تدوير ذراع الرافعة لأسفل حول محوره عند قاعدة الدعامة ، يجب موازنة هذا العزم جنبًا إلى جنب مع موازنة القوة الهابطة المباشرة الناتجة عن الجاذبية.
- كما لوحظ ، مجموع القوى الأفقية ينبغي يكون صفرا.
حساب قدرة رفع الرافعة
المعيار صيغة حساب قدرة الرافعة اعطي من قبل
(ص) (حك) / 100 ،
حيث r هو نصف القطر (المسافة على طول الأرض للحمل) و hC هو ارتفاع الرفع مضروبًا في السعة. السعة ، بدورها ، خاصة بكل طول ذراع وزاوية مختارة ، ويجب البحث عنها في جدول مثل الجدول الموجود في الموارد.
الحساب النهائي هو في الواقع متوسط ، مأخوذ باستخدام قيمة hC القصوى لكل نصف قطر تم اختياره. متوسط النقاط هو الحد الأدنى لنصف القطر ، r نفسه ، وكل نصف قطر محدد بوحدات 5.0 متر بينهما. وبالتالي قد تبدو مجموعة كاملة من القيم مثل 1.9 و 5.0 و 10.0 و 14.2 م ، والمتوسط في هذه الحالة سيكون متوسط أربعة أرقام.