Insoniyat uzoq vaqtdan beri jismoniy mehnatni oson va sodda qilish uchun oddiy mashina va mexanizmlardan foydalangan. Ushbu mexanizmlardan biri tutqichdir. Fizikada tutqich nima, uning muvozanati qanday formulada tasvirlangan va tutqichlarning turlari qanday - bu savollarning barchasi maqolada keltirilgan.
Konseptsiya
Fizikada tutqich - bu nur yoki taxta va bitta tayanchdan iborat mexanizm. Qo'llab-quvvatlash, odatda, nurni ikkita teng bo'lmagan qismga ajratadi, ular qo'l qo'llari deb ataladi. Ikkinchisi tayanch nuqtasi atrofida aylanish harakatini amalga oshirishi mumkin.
Oddiy mexanizm boʻlgani uchun tutqich jismoniy ishni quvvat yoki tranzitda daromad bilan bajarish uchun moʻljallangan. Qo'llaniladigan kuchlar ish paytida tutqichning qo'llariga ta'sir qiladi. Ulardan biri qarshilik kuchidir. U ko'chirilishi (ko'tarilishi) kerak bo'lgan yukning og'irligi bilan yaratiladi. Ikkinchi kuch - bu qandaydir tashqi kuch bo'lib, u ko'p hollarda qo'l qo'liga inson qo'llari yordamida qo'llaniladi.
Yuqoridagi rasmda odatiy tutqich ko'rsatilganikki yelka. Maqolaning keyingi qismida nima uchun bu ikkinchi turdagi leveragega tegishli ekanligi tushuntiriladi.
Tutqich qoidasi quyidagicha koʻrinadi:
MajburlashMajburiy qo'l=YuklashYuklash qo'li
Kuch momenti
Keling, fizikadagi tutqich mavzusidan biroz chetga chiqamiz va uning ishlashini tushunish uchun muhim jismoniy miqdorni ko'rib chiqamiz. Bu kuch momenti haqida. Bu kuch va qo'llanilgan qo'l uzunligining hosilasi bo'lib, u matematik tarzda quyidagicha yoziladi:
M=Fd
Buni chalkashtirmaslik kerak, d kuchning qo'li va tutqichning qo'li, umuman olganda, bu turli tushunchalar.
Kuch momenti ikkinchisining tizimda burilish qilish qobiliyatini ko'rsatadi. Shunday qilib, ko'pchilik biladiki, eshikni ilgaklarga yaqinroq surishdan ko'ra dastagi bilan ochish ancha oson yoki murvatdagi gaykani qisqa kalitga qaraganda uzun kalit bilan ochish osonroq.
Kuch momenti vektor. Fizikada oddiy tutqich mexanizmining ishlashini tushunish uchun, agar kuch qo'l qo'lini soat miliga teskari burishga moyil bo'lsa, moment ijobiy deb hisoblanishini bilish kifoya. Agar u soat yo'nalishi bo'yicha burilishga moyil bo'lsa, u holda momentni minus belgisi bilan olish kerak.
Fizikada tutqich muvozanati
Tutqich qanday holatda muvozanatda boʻlishini tushunishni osonlashtirish uchun quyidagi rasmni koʻrib chiqing.
Bu erda ikkita kuch ko'rsatilgan: yuk R va tashqi kuch F buni engish uchun qo'llaniladiyuklar. Bu kuchlarning qurollari mos ravishda dR va dF ga teng. Darhaqiqat, yana bir kuch bor - qo'llab-quvvatlashning reaktsiyasi, bu nur va tutqichning tayanchi o'rtasidagi aloqa nuqtasida vertikal yuqoriga qarab harakat qiladi. Bu kuchning yelkasi nolga teng boʻlgani uchun muvozanat holatini aniqlashda u boshqa koʻrib chiqilmaydi.
Statikaga ko'ra, tashqi kuchlar momentlarining yig'indisi nolga teng bo'lsa, tizimning aylanishi mumkin emas. Keling, ushbu momentlarning yig'indisini ularning belgisini hisobga olgan holda yozamiz:
RdR- FdF=0.
Yozma tenglik dastagi uchun yetarli muvozanat shartini aks ettiradi. Agar tutqichda ikkita emas, balki ko'proq kuch harakat qilsa, bu holat hali ham saqlanib qoladi. Faqat ikkita kuch momentlari yig'indisi o'rniga, harakat qiluvchi kuchlarning barcha momentlari yig'indisini topish va ularni nolga tenglashtirish kerak bo'ladi.
G'alaba kuchli va yo'lda
Fizikadagi tutqich kuchlarining momentlari uchun oldingi xatboshida yozilgan ifoda quyidagi shaklda qayta yoziladi:
RdR=FdF
Yuqoridagi formuladan quyidagicha:
dR / dF=F / R.
Bu tenglik muvozanatni saqlash uchun F kuchi R yukining og'irligidan, uning qo'lidan necha marta dF og'irligidan necha marta katta bo'lishi kerakligini aytadi. qo'ldan kamroq d R. Tutqichni siljitish jarayonida kattaroq qo'l kichikroq qo'lga qaraganda uzoqroq yo'lni bosib o'tganligi sababli, biz tutqich yordamida bir xil ishni ikki usulda bajarish imkoniyatiga ega bo'lamiz:
- ko'proq F kuchini qo'llang va yelkangizni o'ng tomonga siljitingqisqa masofa;
- kichik F kuchini qo'llang va elkangizni uzoq masofaga siljiting.
Birinchi holatda, R yukini siljitish jarayonida yo'lda yutuq haqida gapiradi, ikkinchi holda, kuchga ega bo'ladi, chunki F < R.
Leveraj qayerda ishlatiladi va ular nima?
Fizikada tutqich kuchlarining qoʻllanish nuqtasiga va tayanchning holatiga qarab, eng oddiy mexanizm uch xil boʻlishi mumkin:
- Bu ikki qo'lli tutqich bo'lib, unda qo'llab-quvvatlash pozitsiyasi nurning ikkala uchidan teng ravishda chiqariladi. Qo'llarning uzunligi nisbatiga qarab, bu turdagi tutqich sizga ham yo'lda, ham kuchda g'alaba qozonish imkonini beradi. Undan foydalanishga misollar: tarozi, pense, qaychi, tirnoq tortuvchi, chaqaloq belanchak.
- Ikkinchi turdagi tutqich bir qo'lli, ya'ni tayanch uning uchlaridan biriga yaqin joylashgan. Bunday holda, tashqi kuch nurning boshqa uchiga qo'llaniladi va yuk kuchi tayanch va tashqi kuch o'rtasida ishlaydi, bu esa aynan shu kuchda g'alaba qozonish imkonini beradi. G'ildirak aravasi yoki yong'oq qirqish bunday vositaning asosiy namunasidir.
- Mexanizmning uchinchi turi qarmoq yoki cımbız kabi misollar bilan ifodalanadi. Ushbu tutqich ham bitta qo'ldir, lekin tashqi qo'llaniladigan kuch allaqachon yukni qo'llash nuqtasidan ko'ra tayanchga yaqinroqdir. Oddiy mexanizmning bunday dizayni yo'lda g'alaba qozonish imkonini beradi, lekin kuchni yo'qotadi. Shuning uchun kichik baliqni qarmoq uchidagi og'irlikda yoki og'ir narsalarni pinset bilan ushlab turish qiyin.
Qayta aytmoqchimanki, fizikadagi tutqich faqat ruxsat beradiu yoki bu yuklarni tashish ishlarini bajarishni qulay qiladi, lekin bu ishda g'alaba qozonishingizga imkon bermaydi.
