När Archimedes sa "Ge mig en plats att stå och med en spak kommer jag att röra hela världen", är det troligt att han använde lite kreativ hyperbole för att göra en poäng. Faktum är att spakar tillåter en ensam man att utföra många arbeten och den fördelen har förändrat världen. Första klassens spak är den första av tre klasser och har många fördelar, både konceptuellt och mekaniskt.
Vad är en förstklassig spak?
En förstklassig spak är en enkel maskin som lyfter en last över en svängpunkt som kallas en stödpunkt. Det skiljer sig från alla andra spakklasser, eftersom stödpunkten finns mellan lasten och kraften som lyfter den. En teeter-totter är ett utmärkt exempel på en förstklassig spak eftersom den visar hur spaken fungerar och är en ikonisk bild från barndomen. Förstklassiga spakar finns på många vanliga platser, till exempel i motorkolvar eller parvis i sax och tång.
Konceptuell fördel
Förstklassiga hävstänger är de enklaste hävstångerna att konceptualisera på grund av enkelheten i designen och leveransåtgärden som gör att de kan arbeta. Barn över hela världen är bekanta med teeterna och har oavsiktligt skapat förstklassiga spakar genom att placera en penna under en linjal. När vi växer in i karriärer använder vagnen eller handvagnen som krävs av många jobb också förstklassig spak. Genom enkel exponering kan de flesta visualisera och förstå förstklassig spak lättare än de andra typerna.
Mekanisk fördel
Matematiskt ger spakar en mekanisk fördel som gör att en liten kraft kan flytta en stor vikt. Vi kan beräkna denna fördel med följande enkla proportion: den mekaniska fördelen är lika med längden på ansträngningsarmen dividerad med motståndsarmen (eller belastningsarmen). Eftersom ansträngnings- och lastarmarna vanligtvis ligger på samma plan (och ofta delar en gemensam kropp), vi kan enkelt beräkna denna mekaniska fördel för att fastställa hur mycket lyftkraften är multiplicerat.
Praktisk fördel
Förstklassiga spakar har en betydande praktisk fördel jämfört med andra typer av spakar. De omvandlar en nedåtriktad kraft till en lyftkraft. Det betyder att du alltid kan öka din förmåga att lyfta en last över en spak-svängande spak helt enkelt genom att använda tyngdkraften. Kort sagt, ansträngningen som används för att lyfta din last kan minimeras helt enkelt genom att sitta eller stå på änden av spaken. Detta är en avsevärd fördel jämfört med andra typer av hävstänger där ansträngningen att lyfta en last också måste gå uppåt.