Kun Archimedes sanoi: "Anna minulle paikka seistä ja liikutan vipulla koko maailmaa", on todennäköistä, että hän käytti pistettä hieman luovalla hyperbolilla. Tosiasia on, että vivut antavat yhden miehen tehdä monien työtä ja että etu on muuttanut maailmaa. Ensimmäisen luokan vipu on ensimmäinen kolmesta luokasta, ja sillä on monia etuja sekä käsitteellisesti että mekaanisesti.
Mikä on ensiluokkainen vipu?
Ensiluokkainen vipu on yksinkertainen kone, joka nostaa kuorman tukipisteeksi kutsutun kääntöpisteen yli. Se eroaa kaikista muista vipuluokista, koska tukipiste on kuorman ja sitä nostavan voiman välillä. Teeter-totter on erinomainen esimerkki ensiluokkaisesta vipusta, koska se osoittaa vivun toiminnan ja on ikoninen kuva lapsuudesta. Ensiluokkaisia vipuja on monissa yleisissä paikoissa, kuten yksittäin moottorin männissä tai pareittain saksissa ja pihdeissä.
Käsitteellinen etu
Ensiluokkaiset vivut ovat yksinkertaisin käsitteellisiä vipuja, koska suunnittelu ja vipuvaikutus tekevät niistä yksinkertaisen. Lapset ympäri maailmaa tuntevat hampaidenheittimen ja ovat tahattomasti luoneet ensiluokkaisia vipuja asettamalla kynän viivaimen alle. Kun kasvamme urallemme, monien työpaikkojen vaatima dolly tai käsikärry käyttää myös ensiluokkaista vipua. Yksinkertaisen valotuksen avulla useimmat ihmiset pystyvät visualisoimaan ja ymmärtämään ensiluokkaisen vivun helpommin kuin muut tyypit.
Mekaaninen etu
Matemaattisesti vivut tarjoavat mekaanisen edun, jonka avulla pieni voima voi siirtää suurta painoa. Voimme laskea tämän edun seuraavalla yksinkertaisella osuudella: mekaaninen etu on yhtä suuri kuin vaivavarren pituus jaettuna vastuksen (tai kuorman) varrella. Koska vaivaa ja kuormavarret sijaitsevat yleensä samalla tasolla (ja niillä on usein yhteinen runko), voimme helposti laskea tämän mekaanisen edun varmistaaksemme kuinka suuri nostovoima on kerrottuna.
Käytännön etu
Ensimmäisen luokan vipuilla on huomattava käytännön etu muihin vivutyyppeihin verrattuna. Ne muuttavat alaspäin liikkuvan voiman nostovoimaksi. Tämä tarkoittaa, että voit aina parantaa kykyäsi nostaa kuormaa teeter-totter-tyylisen vivun yli yksinkertaisesti käyttämällä painovoimaa. Lyhyesti sanottuna kuorman nostamiseen käytetty ponnistus voidaan minimoida yksinkertaisesti istumalla tai seisomalla vivun päässä. Tämä on huomattava etu verrattuna muihin vivutyyppeihin, joissa myös kuorman nostamisen on tapahduttava ylöspäin.