عندما قال أرخميدس ، "أعطني مكانًا لأقف فيه وسأحرك العالم كله برافعة ،" من المحتمل أنه كان يستخدم القليل من المبالغة الإبداعية لإثبات وجهة نظره. الحقيقة هي أن الروافع تسمح لرجل واحد بالقيام بعمل الكثيرين وقد غيرت تلك الميزة العالم. رافعة من الدرجة الأولى هي الأولى من ثلاث فئات ولها العديد من المزايا ، من الناحية المفاهيمية والميكانيكية.
ما هي رافعة من الدرجة الأولى؟
الرافعة من الدرجة الأولى هي آلة بسيطة ترفع الحمل عبر نقطة محورية تسمى نقطة الارتكاز. إنه يختلف عن جميع فئات الروافع الأخرى لأن نقطة الارتكاز موجودة بين الحمل والقوة التي ترفعه. تعتبر أداة التسنين المتأرجحة مثالاً ممتازًا على الرافعة من الدرجة الأولى لأنها توضح كيفية عمل الرافعة وهي صورة مميزة منذ الطفولة. توجد رافعات من الدرجة الأولى في العديد من المواقع الشائعة ، مثل مكابس المحرك منفردة أو في أزواج في المقص والزردية.
الميزة المفاهيمية
تعتبر الرافعات من الدرجة الأولى أبسط الرافعات التي يمكن تصورها بسبب بساطة التصميم وعمل الرفع الذي يسمح لهم بالعمل. الأطفال في جميع أنحاء العالم على دراية بالترنح المترنح وقد صنعوا عن غير قصد رافعات من الدرجة الأولى عن طريق وضع قلم رصاص تحت المسطرة. بينما نتطور إلى وظائف ، تستخدم عربة الأطفال أو عربة اليد التي تتطلبها العديد من الوظائف رافعة من الدرجة الأولى أيضًا. من خلال التعرض البسيط ، يكون معظم الناس قادرين على تصور وفهم رافعة من الدرجة الأولى بسهولة أكبر من الأنواع الأخرى.
ميزة ميكانيكيه
رياضيا ، توفر الرافعات ميزة ميكانيكية تسمح لقوة صغيرة بتحريك وزن كبير. يمكننا حساب هذه الميزة من خلال النسبة البسيطة التالية: الميزة الميكانيكية تساوي طول ذراع الجهد مقسومًا على ذراع المقاومة (أو الحمل). نظرًا لأن أذرع الجهد والحمل تقع عادةً على نفس المستوى (وغالبًا ما تشترك في جسم مشترك) ، يمكننا بسهولة حساب هذه الميزة الميكانيكية للتأكد من مقدار قوة الرفع تضاعفت.
ميزة عملية
تتمتع الرافعات من الدرجة الأولى بميزة عملية كبيرة على أنواع الروافع الأخرى. يقومون بتحويل القوة المتحركة إلى أسفل إلى قوة رفع. هذا يعني أنه يمكنك دائمًا زيادة قدرتك على رفع حمولة عبر رافعة نمط التأرجح ببساطة عن طريق استخدام قوة الجاذبية. باختصار ، يمكن تقليل الجهد المبذول لرفع حمولتك ببساطة عن طريق الجلوس أو الوقوف في نهاية الرافعة. هذه ميزة كبيرة على الأنواع الأخرى من الروافع حيث يجب أن يتحرك الجهد المبذول لرفع الحمل أيضًا إلى الأعلى.