Jednoduché stroje poskytují mechanické výhody. Zjednodušeně řečeno, jednoduché stroje usnadňují práci tím, že zvyšují množství práce prováděné s určitým úsilím nebo snižují množství úsilí potřebného k provádění stejné práce. Práce se podle definice rovná síle krát vzdálenost. Jednoduchý stroj známý jako páka se dodává ve třech variantách, z nichž každá vykonává práci zvýšením účinnosti aplikované síly.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Mezi příklady pák v každodenním životě patří balancování, kolečka, nůžky, kleště, láhev otvírače, mopy, košťata, lopaty, louskáčky a sportovní vybavení jako baseballové pálky, golfové hole a hokej tyčinky. I vaše paže může působit jako páka.
Práce, síla a vzdálenost
Práce prováděná pákami obvykle mění směr aplikované síly, vzdálenost a rychlost pohybu vyvolanou aplikovanou silou nebo efektivní sílu aplikované síly. Páky používají tyč k přenosu úsilí (aplikované síly) přes otočný bod (zaostřený bod) na zátěž nebo odpor. Relativní polohy těchto tří prvků páky určují, zda je páka a páka první třídy nebo prvního řádu, páka druhé třídy nebo druhého řádu nebo páka třetí třídy nebo páka třetího řádu.
Páčky první třídy
Páčky první třídy (nazývané také prvního řádu) mají působící sílu na jedné straně otočného bodu a zatížení nebo odpor na druhé straně otočného bodu. Posunutí otočného bodu blíže ke konci zátěže zvyšuje účinnost síly od konce úsilí. Tyto typy pák mohou být nejsnadněji rozpoznatelné páky.
Páčky druhé třídy
Páky druhé třídy (nebo druhého řádu) mají působící sílu na jednom konci páky a střed otáčení na druhé straně páky. Zatížení nebo odpor leží mezi otočným kolem a aplikovanou silou.
Páčky třetí třídy
Páky třetí třídy (nebo třetího řádu) mají zatížení na jednom konci páky a opěrný bod na druhém konci páky. Působící síla nastává mezi zatížením a otočným kolem.
Deset typů pák
První = Příklady páky třídy
Nejčastěji uznávanou pákou prvního řádu může být houpačka nebo balancer. Síla působící dolů jezdce na jednom konci houpačky se překládá napříč otočným bodem a zvedá jezdce na druhém konci. Posunutí otočného bodu blíže k většímu jezdci zvyšuje účinnost síly od menšího jezdce.
Nůžky jsou další běžnou pákou prvního řádu. Rukojeti působí silou nebo námahou, šroub spojující obě strany tvoří otočný bod a síla přenášená na čepele umožňuje nůžkám stříhat.
Stejně jako nůžky fungují kleště jako páky prvního řádu působením síly na rukojeti. Kloubový střed funguje jako opěrný bod a mezi zuby kleští dochází k zatížení nebo odporu.
Příklady páky druhé třídy
Kolečka jsou příklady pák druhého řádu. Kolo slouží jako otočný bod. Působící síla působí na rukojeti. Zatížení samozřejmě leží mezi silou a osou otáčení.
Klasický ruční louskáček je také páka druhého řádu. Kloubový konec slouží jako otočný bod. Síla působící na konce rukojetí trhá matici (zatížení), která leží mezi nimi.
Ruční otvírák na lahve funguje jako páka druhého řádu. Na jeden konec otvíráku působí síla ve snaze překonat odpor víčka lahve. Otočný bod leží na konci otvíráku spočívajícího na víčku lahve.
Příklady páky třetí třídy
Páky třetího řádu zahrnují mnoho druhů sportovního vybavení, včetně baseballových pálek, golfových holí a hokejek. Držíte je oběma rukama, ale jeden pouze drží předmět, zatímco druhý působí větší silou. Všechny tři z těchto příkladů mají tedy na jednom konci otočný bod, kde jedna z vašich rukou drží páku (což znamená hůl, hůl atd.). Působící síla se vyskytuje v blízkosti otočného bodu, kde druhá ruka vyvíjí úsilí tak, aby se síla pohybovala na opačném konci předmětu a přenesla sílu na baseball, golfový míček nebo hokejový puk.
Při zvedání jablka se používá páka třetího řádu - vaše paže! Loket slouží jako otočný bod, použitá síla pochází ze svalů a jablko nebo zátěž se zvedne.
Lopata funguje jako páka třetího řádu. Stejně jako hokejka funguje i ruka nejblíže ke konci jako otočný bod, druhá ruka poskytuje námahu a konec lopaty zvedá a pohybuje břemenem.
Košťata a mopy také fungují jako páky třetího řádu. Horní ruka slouží jako otočný bod, dolní ruka poskytuje sílu a konec koštěte nebo mopu tlačí proti odporu nečistot a podlahy.