בכל פעם שאתה מסובב ידית לדלת, אתה מפעיל כוח כאילו הידית היא מנוף. כוח סיבוב זה, המכונה מומנט, מאפשר לך להזיז משקולות עם משקל אחד המאזן את השני בשני קצות המנוף. אתה יכול למצוא שיטה זו של איזון ואיזון ביישומים רבים החל מנופי בנייה ועד דלתות דחיפה פתח, ובאמצעות המשוואה למומנט אתה יכול לקבוע את כוח המשקל ואת המרחק לאורך המנוף נָחוּץ.
משוואת מומנט
כל מנוף, על משקלו לאיזון ונגד כוחות שונים, נשען על נקודת משען, הנקודה בה נפגשות זרועות המנוף. נקודת המשען צריכה להיות בין שתי המשקולות בשני קצות המנוף כך שכוח הסיבוב יכול להתרחש.
מנופים אלה מאפשרים לך להחיל משקל על שני הקצוות כך שהמשקולות מאזן זו את זו. המומנט, הנקרא גם רגע או רגע הכוח, מאפשר לך להשוות את המרחק והכוח בין שני משקולות המנוף.
פורמולה לאיזון משקל פולקרום
תוצר כוח המשקל והמרחק בו הוא ממוקם על זרוע המנוף שווה לזה של המשקל בצד השני. מבחינה מתמטית נוסחת איזון המשקל היא
F_e \ פעמים d_e = F_k \ פעמים d_l
עבור כוח המאמץFה, המרחק שלה לנקודת המשעןדה, כוח עומסFדומרחקו לנקודת המשעןדl.
כוח העומס וכוח המאמץ מתארים את המשקולות משני צידי המנוף, והם מאזנים זה את זה. המשמעות היא שתוכלו להשתמש בכוחות העומס והמאמץ כמשקולות וכמשקולות שיווי משקל ביישומים אלה.
אם אתה יודע את הזווית "תטא"θבין ידית הזרוע לכיוון הכוח על המשקל, ניתן לכלול אותו במחשבון איזון המשקל של המשען כדי לכתוב מומנט כמומנט "טאו"
\ tau = F \ times r \ sin {\ theta}
זווית זו מוודאת שהכוח מופעל בכיוון המתאים לצד זרועות המנוף.
מחשבון איזון משקל פולקרום
יחידות הכוח והמרחק צריכות להתאים לשני צידי המשוואה. אם אתה משתמש בקילו למדידת משקל הכוח, זכור להמיר אותו לניוטונים כדי לקבל את הכוח בפועל. ניתן להשתמש בהמרה ש 0.454 ק"ג שווה לירה או ש -4.45 ניוטון שווה לירה אחת.
הקפד למדוד את המרחק מהאובייקט על זרוע המנוף לנקודת המשען. מחשבון מרחק משען זה מאפשר לך להשוות את המשקולות שמשמש מנוף או מלגזה בהרמת משקולות כבדים.
חישוב משקל נגד מנוף נייד
תאר לעצמך מנוף נייד מרים קורת פלדה שמשקלה טון אחד, או 2,000 פאונד, בגובה 50 מטר ומשקל נגד ממוקם 20 מטר בצד השני של נקודת המשען. הכוחות מופעלים בזוויות של 90 מעלות לכל זרוע מנוף המנוף. חישב את משקל המשקל הנגדי שיכול מנוף הנייד להשתמש בו במרחק זה.
מכיוון שהכוחות מופעלים בזוויות של 90 מעלות, החטאθרכיב יהיה שווה לחטא(90 °), או 1. באמצעות המשוואה,Fה × דה = Fl × דl,מומנט המשקל, או כוח המאמץ, הוא אז 2,000 קילו פי 50 מטר, או 100,000 קילו למשקל. משקל המאזן, או כוח העומס, הוא אם כן, 100,000 קילו רגליים חלקי 20 רגל, או 5,000 קילו.
כאשר הכוחות בשני קצות המנוף שווים, המנוף נמצא בשיווי משקל. בשיווי משקל הכוח הנקי הוא אפס, ואין תאוצה נוספת במערכת. ניתן להגדיר את סכום הכוחות במנוף נייד או מלגזה שווה לאפס כאשר המערכת כבר לא מאיצה או מאטה.