Amikor Archimédész azt mondta: "Adj nekem helyet, ahol állhatok, és egy karral mozgatom az egész világot", valószínű, hogy egy kis kreatív hiperbollal használta a pontot. Az a tény, hogy a karok lehetővé teszik egyetlen ember számára sokak munkájának elvégzését, és ez az előny megváltoztatta a világot. Az első osztályú kar a három osztály közül az első, és konceptuálisan és mechanikailag is számos előnnyel rendelkezik.
Mi az első osztályú kar?
Az első osztályú kar egy egyszerű gép, amely emeli a terhelést egy támaszpontnak nevezett elfordulási ponton. Különbözik a karok összes többi osztályától, mivel a támaszpont a terhelés és az azt felemelő erő között létezik. A fogas-totter kiváló példa az első osztályú karra, mert bemutatja a kar működését, és gyermekkorától kezdve ikonikus kép. Az első osztályú karok sok közös helyen léteznek, például külön-külön a motor dugattyúiban, vagy párban az ollóban és fogóban.
Fogalmi előny
Az első osztályú emelőkarok a legegyszerűbbek, amelyeket a tervezés és a működtetést lehetővé tevő emelőmű egyszerűsége miatt lehet konceptualizálni. A gyermekek világszerte ismerik a fogkefét, és akaratlanul is létrehoztak első osztályú kart, ceruzát tettek egy vonalzó alá. Ahogy karrierünk lesz, a sok munkahely által igényelt dolly vagy kézikocsi az első osztályú kart is használja. Az egyszerű expozíció révén a legtöbb ember könnyebben képes vizualizálni és megérteni az első osztályú kart, mint a többi típus.
Mechanikai előny
Matematikailag a karok mechanikai előnyt biztosítanak, amely lehetővé teszi, hogy egy kis erő nagy súlyt mozdítson el. Ezt az előnyt a következő egyszerű arány alapján számíthatjuk ki: a mechanikai előny megegyezik az erőfeszítő kar hosszával elosztva az ellenállás (vagy terhelés) karral. Mivel az erőfeszítő és a terhelő karok általában ugyanazon a síkon helyezkednek el (és gyakran közös testet alkotnak), könnyen kiszámíthatjuk ezt a mechanikai előnyt, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy mekkora az emelőerő megsokszorozva.
Gyakorlati előny
Az első osztályú karoknak jelentős gyakorlati előnye van a többi típusú karral szemben. A lefelé mozgó erőt emelő erővé alakítják. Ez azt jelenti, hogy a gravitációs erő alkalmazásával mindig növelheti a teher emelésének képességét a fog-totter stílusú karon. Röviden, a teher megemeléséhez szükséges erőfeszítéseket minimalizálhatjuk egyszerűen a kar végén ülve vagy állva. Ez jelentős előnyt jelent a többi típusú karral szemben, ahol a rakomány emelésének erőfeszítéseinek is felfelé kell mozogniuk.