Vienkāršas mašīnas nodrošina mehāniskas priekšrocības. Vienkāršāk sakot, vienkāršas mašīnas atvieglo darbu, palielinot ar noteiktu piepūli paveiktā darba apjomu vai samazinot tā paša darba veikšanai nepieciešamo piepūli. Darbs pēc definīcijas ir vienāds ar spēka un attāluma attālumu. Vienkāršā mašīna, kas pazīstama kā svira, ir trīs variantos, no kuriem katrs veic darbu, palielinot pielietotā spēka efektivitāti.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Sviru piemēri ikdienas dzīvē ir zobrati, ķerras, šķēres, knaibles, pudele atvērēji, slotiņas, slotas, lāpstas, riekstu drupinātāji un sporta aprīkojums, piemēram, beisbola nūjas, golfa nūjas un hokejs nūjas. Pat jūsu roka var darboties kā svira.
Darbs, spēks un attālums
Sviru paveiktais darbs parasti maina pielietotā spēka virzienu, pielietotā spēka radīto kustības attālumu un ātrumu vai pielietotā spēka faktisko spēku. Sviras izmanto stieni, lai pārvietotu piepūli (pielietoto spēku) caur atbalsta punktu (fokusēto punktu) uz slodzi vai pretestību. Šo trīs sviras elementu relatīvās pozīcijas nosaka, vai svira ir a pirmās klases vai pirmās kārtas svira, otrās vai otrās pakāpes svira vai trešās klases vai trešās kārtas svira.
Pirmās klases sviras
Pirmās klases svirām (ko dēvē arī par pirmās kārtas) svirām ir pielikts spēks vienā atbalsta punktā, bet slodze vai pretestība - otrā pusē. Atbalsta punkta pārvietošana tuvāk slodzes galam palielina spēka efektivitāti no piepūles gala. Šāda veida sviras var būt visvieglāk atpazīstamās sviras.
Otrās klases sviras
Otrās klases (vai otrās kārtas) svirām ir pielikts spēks vienā sviras galā un atbalsta punkts sviras otrā pusē. Slodze vai pretestība atrodas starp atbalsta punktu un pielietoto spēku.
Trešās klases sviras
Trešās klases (vai trešās kārtas) svirām slodze ir vienā sviras galā, bet atbalsta punkts - sviras otrajā galā. Pielietotais spēks rodas starp slodzi un atbalsta punktu.
Desmit sviru veidi
Pirmais = klases sviru piemēri
Šūpuļzirgs vai zobu griezējs var būt visbiežāk atzītā pirmās kārtas svira. Braucēja uz leju pieliktais spēks vienā ielejas galā pārveidojas par atbalsta punktu, lai paceltu braucēju otrā galā. Atbalsta punkta pārvietošana tuvāk lielākam braucējam palielina mazāka braucēja spēka efektivitāti.
Šķēres ir vēl viena izplatīta pirmās kārtas svira. Rokturi pieliek spēku vai piepūli, skrūve, kas savieno abas puses, veido balsta punktu, un uz asmeņiem pārnestais spēks ļauj griezt šķēres.
Tāpat kā šķēres, knaibles darbojas kā pirmās kārtas sviras, pieliekot spēku rokturiem. Šarnīrveida vidusdaļa darbojas kā atbalsta punkts, un slodze vai pretestība rodas starp knaiblēm.
Otrās klases sviru piemēri
Ķerras ir otrās kārtas sviru piemēri. Ritenis kalpo kā atbalsta punkts. Pielietotais spēks rodas pie rokturiem. Slodze, protams, atrodas starp spēku un atbalsta punktu.
Klasisks rokas riekstkodis ir arī otrās pakāpes svira. Šarnīrveida gals kalpo kā atbalsta punkts. Spēks, kas pielikts rokturu galiem, saplaisā uzgriezni (slodzi), kas atrodas starp tiem.
Rokas pudeles atvērējs darbojas kā otrās pakāpes svira. Spēks tiek iedarbināts vienā atvērēja galā, cenšoties pārvarēt pudeles vāciņa pretestību. Atbalsta punkts atrodas atvērēja galā, kas balstās uz pudeles vāciņa.
Trešās klases sviru piemēri
Trešās kārtas svirās ir daudz dažādu sporta aprīkojumu, tostarp beisbola nūjas, golfa nūjas un hokeja nūjas. Jūs turat tos ar abām rokām, bet viens tikai tur priekšmetu, bet otrs pieliek lielāku spēku. Tātad visiem trim šiem piemēriem ir atbalsta punkts vienā galā, kur viena no jūsu rokām tur sviru (tas nozīmē, ka nūja, nūja un tā tālāk). Pielietotais spēks rodas pie atbalsta punkta, kur jūsu otra roka pieliek pūles tā, lai spēks pārvietotos pretējā priekšmeta galā, pārnesot spēku uz beisbola, golfa bumbu vai hokeja ripu.
Paceļot ābolu, tiek izmantota trešās kārtas svira - jūsu roka! Elkonis kalpo kā atbalsta punkts, pielietotais spēks nāk no muskuļiem un ābols vai slodze tiek pacelta.
Lāpsta darbojas kā trešās kārtas svira. Tāpat kā hokeja nūja, roka, kas atrodas vistuvāk galam, darbojas kā atbalsta punkts, otrā roka nodrošina piepūli, un lāpstas gals paceļ un pārvieto slodzi.
Slotas un mopi darbojas arī kā trešās kārtas sviras. Augšējā roka kalpo kā atbalsta punkts, apakšējā roka nodrošina spēku, un slotas vai mopa gals nospiež pret netīrumu un grīdas pretestību.