מכונות פשוטות מספקות יתרונות מכניים. במילים פשוטות יותר, מכונות פשוטות מקלות על העבודה על ידי הגדלת כמות העבודה שנעשתה במאמץ מסוים או על ידי הקטנת כמות המאמץ הנדרשת לביצוע אותה עבודה. העבודה, בהגדרה, שווה כוח כפול מרחק. המכונה הפשוטה המכונה מנוף מגיעה בשלוש וריאציות, שכל אחת מהן מבצעת עבודה על ידי הגברת האפקטיביות של כוח מופעל.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
דוגמאות למנופים בחיי היומיום כוללים טלטולים, מריצות, מספריים, צבת, בקבוק פותחים, מגבים, מטאטאים, אתים, מפצחי אגוזים וציוד ספורט כמו עטלפי בייסבול, מועדוני גולף והוקי מקלות. אפילו הזרוע שלך יכולה לשמש מנוף.
עבודה, כוח ומרחק
העבודה שנעשית על ידי מנופים משנה בדרך כלל את כיוון הכוח המופעל, את מרחק ומהירות התנועה שמייצר הכוח המופעל או את הכוח האפקטיבי של הכוח המופעל. מנופים משתמשים בסרגל כדי להעביר מאמץ (כוח מופעל) דרך נקודת משען (נקודה ממוקדת) לעומס או להתנגדות. המיקומים היחסיים של שלושת היסודות הללו של מנוף קובעים אם המנוף הוא a מנוף ממדרגה ראשונה או ממעלה ראשונה, מנוף ממדרגה שנייה או ממעמד שני או ממעמד שלישי או מנוף מסדר שלישי.
מנופים מהשורה הראשונה
מנופי מחלקה ראשונה (המכונים גם מסדר ראשון) הם בעלי הכוח המופעל בצד אחד של נקודת המשען והעומס או ההתנגדות בצד השני של נקודת המשען. קירוב נקודת המשען לקצה העומס מגביר את יעילות הכוח מסוף המאמץ. מנופים מסוג זה עשויים להיות המנופים שניתן לזהות אותם בקלות.
מנופי סוג ב '
מנופי מחלקה שניה (או מסדר שני) הם בעלי הכוח המופעל בקצה אחד של המנוף ובנקודת המשען בצד השני של המנוף. העומס או ההתנגדות נעים בין נקודת המשען לכוח המופעל.
מנופי סוג ג '
מנופי סוג שלישי (או מסדר שלישי) הם בעלי העומס בקצה אחד של המנוף ובנקודת המשען בקצה השני של המנוף. הכוח המופעל מתרחש בין העומס לנקודת המשען.
עשרה סוגים של מנופים
ראשית = דוגמאות מנוף מחלקה
נדנדה או מתנודד יכול להיות המנוף מסדר ראשון ראשון. הכוח המופעל כלפי מטה של הרוכב בקצה אחד של הנדנדה מתורגם על פני נקודת המשען כדי להרים את הרוכב בקצה השני. קירוב נקודת המשען לרוכב גדול יותר מגביר את יעילות הכוח מרוכב קטן יותר.
מספריים הם מנוף נפוץ נוסף מהסדר הראשון. הידיות מפעילות את הכוח או המאמץ, הבורג המחבר בין שני הצדדים יוצר את נקודת המשען והכוח המועבר ללהבים מאפשר לחתוך את המספריים.
כמו מספריים, צבת פועלת כמנופים מסדר ראשון על ידי הפעלת כוח בידיות. האמצע הציר פועל כנקודת משען, והעומס או ההתנגדות מתרחשים בין שיני הצבת.
דוגמאות מנוף סוג ב '
מריצות הן דוגמאות למנופים מסדר שני. הגלגל משמש כנקודת המשען. הכוח המופעל מתרחש בידיות. העומס, כמובן, נע בין הכוח לנקודת המשען.
מפצח אגוזים קלאסי ביד הוא גם מנוף מסדר שני. הקצה הציר משמש כנקודת המשען. כוח המופעל על קצוות הידיות סודק את האום (העומס) שנמצא בין.
פותחן בקבוקים ביד משמש כנוף מסדר שני. כוח מופעל בקצה אחד של הפותח במטרה להתגבר על התנגדות מכסה הבקבוק. נקודת המשען מונחת בקצה הפתיחה מונחת על מכסה הבקבוק.
דוגמאות מנוף מהשורה השלישית
מנופי סדר שלישי כוללים סוגים רבים של ציוד ספורט, כולל עטלפי בייסבול, מועדוני גולף ומקלות הוקי. אתה מחזיק את אלה בשתי ידיך, אך האחת מחזיקה את הפריט בלבד ואילו השנייה מפעילה כוח רב יותר. לכן, לשלוש הדוגמאות הללו יש את נקודת המשען בקצה אחד, שבו אחת מהידיים שלך מחזיקה את המנוף (כלומר המועדון, המקל וכן הלאה). הכוח המופעל מתרחש ליד נקודת המשען, שם ידך השנייה מפעילה מאמץ כך שהכוח יניע את הקצה הנגדי של הפריט, והעביר את הכוח לבייסבול, כדור הגולף או פאק ההוקי.
הרמת תפוח משתמשת במנוף מסדר שלישי - הזרוע שלך! המרפק משמש כנקודת המשען, הכוח המופעל מגיע מהשרירים והתפוח או העומס מורמים.
חפירה עובדת כמנוף מסדר שלישי. כמו מקל ההוקי, היד הקרובה ביותר לסוף פועלת כנקודת המשען, היד השנייה מספקת מאמץ וקצה האת מרים ומניע את העומס.
מטאטאים ומגבים משמשים גם כמנופי סדר שלישי. היד העליונה משמשת כנקודת המשען, היד התחתונה מספקת את הכוח וקצה המטאטא או המגב נלחץ כנגד התנגדות הלכלוך והרצפה.