Enkle maskiner gir mekaniske fordeler. Enkelt sagt gjør enkle maskiner arbeidet enklere ved å øke arbeidsmengden med en viss innsats eller ved å redusere den innsatsen som kreves for å gjøre det samme arbeidet. Arbeid er per definisjon lik kraft ganger avstand. Den enkle maskinen, kjent som en spak, kommer i tre varianter, som hver utfører arbeid ved å øke effektiviteten til en påført kraft.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Eksempler på spaker i hverdagen inkluderer tippere, trillebårer, saks, tang, flaske åpnere, mopper, koster, spader, nøtteknekker og sportsutstyr som baseball flaggermus, golfklubber og hockey pinner. Selv armen din kan fungere som en spak.
Arbeid, styrke og avstand
Arbeidet som utføres av spaker endrer vanligvis retningen på den påførte kraften, avstanden og hastigheten på bevegelsen som produseres av den påførte kraften eller den effektive styrken til den påførte kraften. Spakene bruker en stang for å overføre en innsats (påført kraft) gjennom en støttepunkt (fokusert punkt) til en belastning eller motstand. De relative posisjonene til disse tre elementene i en spak bestemmer om spaken er en førsteklasses eller førsteordens spak, en annenrangs eller andreordens spak eller en tredje klasse eller tredje ordens spak.
Førsteklasses spaker
Førsteklasses (også kalt førsteordens) spaker har påført kraft på den ene siden av støttepunktet og belastningen eller motstanden på den andre siden av støttepunktet. Å bevege støttepunktet nærmere lastenden øker kraftens effektivitet fra innsatsenden. Disse spakene kan være de lettest gjenkjennelige spakene.
Andre klasse spaker
Andre klasse (eller andre ordens) spaker har påført kraft i den ene enden av spaken og støttepunktet på den andre siden av spaken. Belastningen eller motstanden ligger mellom støttepunktet og den påførte kraften.
Tredjeklasse spaker
Tredje klasse (eller tredje ordens) spaker har lasten i den ene enden av spaken og støttepunktet i den andre enden av spaken. Den påførte kraften oppstår mellom lasten og støttepunktet.
Ti typer spaker
First = Class Lever Eksempler
En vippebøyle eller en vippebryter kan være den mest anerkjente førsteordens spaken. Den nedadvendte kraften til rytteren i den ene enden av vippen oversettes over støttepunktet for å løfte rytteren i den andre enden. Å bevege støttepunktet nærmere en større rytter øker effektiviteten til kraften fra en mindre rytter.
Saks er en annen vanlig førsteordens spak. Håndtakene påfører kraften eller anstrengelsen, skruen som forbinder de to sidene danner støttepunktet og kraften som overføres til bladene gjør at saksene kan kutte.
Som en saks, fungerer en tang som førsteordens spaker ved å bruke en kraft i håndtakene. Den hengslede midten fungerer som et støttepunkt, og belastningen eller motstanden oppstår mellom tennene på tangen.
Andre klasses spakeksempler
Trillebårer er eksempler på andreordens spaker. Hjulet fungerer som støttepunkt. Den påførte kraften oppstår ved håndtakene. Lasten ligger selvfølgelig mellom kraften og støttepunktet.
En klassisk håndholdt nøtteknekker er også en andreordens spak. Den hengslede enden fungerer som støttepunkt. Kraft på endene av håndtakene sprekker mutteren (lasten) som ligger mellom.
En håndholdt flaskeåpner fungerer som en andre ordens spak. Kraft påføres i den ene enden av åpneren i et forsøk på å overvinne motstanden til flaskehetten. Dreiepunktet ligger på enden av åpneren og hviler på flaskehetten.
Tredjeklasse spakeksempler
Tredjeordens spaker inkluderer mange typer sportsutstyr, inkludert baseball flaggermus, golfkøller og hockeystokker. Du holder disse med begge hendene, men den ene holder bare varen mens den andre bruker mer kraft. Så, alle disse tre eksemplene har støttepunktet i den ene enden, der en av hendene dine holder spaken (som betyr klubben, pinnen og så videre). Den påførte kraften oppstår nær hovedpunktet, der den andre hånden din anstrenger seg slik at kraften beveger den motsatte enden av varen, og overfører kraften til baseball, golfball eller hockeyspuck.
Å løfte et eple bruker en tredje ordens spak - armen din! Albuen tjener som omdreiningspunkt, den påførte kraften kommer fra musklene og eplet eller lasten løftes.
En spade fungerer som en tredje ordens spak. I likhet med hockeyklubben, fungerer hånden nærmest enden som støttepunkt, sekundviseren gir innsats og spadeenden løfter og beveger lasten.
Koster og mopper fungerer også som spak av tredje ordre. Overhånden fungerer som støttepunkt, underhånden gir kraften og kosten eller moppenden skyver mot motstanden til smuss og gulv.