คีมทำงานเป็นคานได้อย่างไร?

คีมคู่หนึ่งตามชื่อของมันประกอบด้วยคันโยกสองคันที่ทำงานร่วมกันเพื่อให้ผู้ใช้จับได้แน่นกว่ามือเปล่า การทำความเข้าใจว่าคันโยกเหล่านี้ทำงานและโต้ตอบกันอย่างไรสำหรับโครงงานวิทยาศาสตร์ของเด็ก หรือเพียงแค่ช่วยให้คนงานเข้าใจเครื่องมือในการค้าขายของเขา

คันโยกเป็นหนึ่งในหกเครื่องจักรง่ายๆ ที่สร้างเครื่องจักรอื่นๆ ทั้งหมด เครื่องจักรง่ายๆ อีกห้าเครื่องได้แก่ ล้อและเพลา รอก ระนาบเอียง ลิ่ม และสกรู เครื่องจักรธรรมดาถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเครื่องจักรที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น หากคุณติดคันโยกเข้ากับล้อและเพลา แล้ววางถังขยะไว้ด้านบน แสดงว่าคุณได้สร้างรถสาลี่

คันโยกประกอบด้วยสี่ส่วน: โหลด ศูนย์กลาง แรง และคันเอง ภาระคือจุดที่ออกแรงกระทำต่อวัตถุที่ถูกบังคับด้วยคันโยก เช่น ถังขยะของรถสาลี่ จุดหมุนคือจุดที่คันโยกหมุน เช่น ศูนย์กลางของกระดานหก ความพยายามคือจุดที่บุคคลหรือเครื่องจักรออกแรงกดคันโยก เช่น ด้ามชะแลง คันโยกเป็นโครงสร้างที่เชื่อมต่ออีกสามส่วน

คันโยกมีสามประเภทที่แตกต่างกัน คันโยกระดับเฟิร์สคลาสมีจุดศูนย์กลางระหว่างน้ำหนักบรรทุกและแรงกด คันโยกระดับสองมีภาระระหว่างแรงและจุดศูนย์กลาง คันโยกระดับสามมีความพยายามระหว่างโหลดและจุดศูนย์กลาง กระดานหกเป็นตัวอย่างของคันโยกชั้นหนึ่ง รถสาลี่เป็นตัวอย่างของคันโยกชั้นสอง คันเบ็ดเป็นตัวอย่างของคันโยกชั้นสาม

คีมคู่หนึ่งประกอบด้วยคันโยกสองตัวที่ทำงานในทิศทางตรงกันข้าม น้ำหนักของคันโยกเหล่านี้คือจุดที่คีมจับ ความพยายามอยู่ที่ด้ามจับ ซึ่งเป็นจุดที่ผู้ใช้จับคีม จุดหมุนอยู่ที่น็อตที่คีมหมุน เนื่องจากจุดศูนย์กลางอยู่ระหว่างน้ำหนักบรรทุกและแรงกด คันโยกทั้งสองจึงเป็นคันโยกระดับเฟิร์สคลาส

เมื่อคุณออกแรงกดคันโยกคันใดอันหนึ่งในคีมคู่หนึ่ง แรงนั้นจะถูกคูณหลาย ๆ ครั้งก่อนที่จะออกแรงบนโหลด จุดหมุนจะเปลี่ยนทิศทางของแรงขณะหมุน เมื่อคุณบีบคีม คันโยกทั้งสองออกแรงพร้อมกันในทิศทางตรงกันข้ามและเข้าหากัน สิ่งใดก็ตามที่อยู่ระหว่างจุดรับน้ำหนักบนคันโยกเหล่านั้นจะถูกบีบด้วยแรงกดที่คุณใช้กับที่จับของคีมหลายเท่า