Hoe om 'n 3de klashendel te bereken waar die druk- of trekkrag op 'n hoek is
Ons het voorheen in 'n ander artikel oor die derde klashefbome geskryf en 'n aanlyn sakrekenaar vir hulle geskep, (skakel hieronder).
3de klashendelartikel en sakrekenaar
In hierdie artikel help ons u egter om te verstaan wat met die kragvereistes gebeur wanneer die druk- of trekkrag toegepas word, word op 'n hoek geplaas.
As 'n krag op 'n hoek op die hefboomarm in 'n tweedeklashendel aangebring word, kan dit in twee komponente verdeel word: 'n loodregte komponent en 'n parallelle komponent relatief tot die hefboomarm. Die loodregte komponent van die krag is verantwoordelik vir die skep van die wringkrag wat die las beweeg, terwyl die parallelle komponent die hefboom sywaarts sal druk.
Om die krag wat benodig word om die las in 'n derde klas hefboom te bereken wanneer die krag op 'n hoek toegepas word, word trigonometrie gebruik om die grootte van die loodregte komponent van die krag te bepaal.
Hoe om die vereiste krag te bereken?
Om die krag wat benodig word vir 'n derde klas hefboom te bereken wanneer die vereiste krag op 'n hoek druk, kan u die volgende formule gebruik:
F = (w1 * l1) / (l2 * sin (theta) + l1 * sin (phi))
waar:
- F is die krag wat benodig word om die vrag in Newtons te skuif
- W1 is die gewig van die vrag, in newtons
- L1 is die afstand van die draaipunt na die mag, in meter
- L2 is die afstand van die draaipunt na die vrag, in meter
- Theta is die hoek tussen die hefboomarm en die krag, in radiale
- Phi is die hoek tussen die hefboomarm en die las, in radiale
Die formule vir die berekening van die krag wat benodig word vir 'n derde klas hefboom wanneer die vereiste krag op 'n hoek druk, is soortgelyk aan die formule vir 'n tweedeklas hefboom, behalwe dat 'n addisionele term bygevoeg word om die hoek tussen die hefboomarm te bereken en die vrag.
Wat as die hefboom ook op 'n hoek is, hoe beïnvloed dit die berekening?
As die hefboom ook op 'n hoek in die derde klas hefboomstelsel is, sal die berekening vir die krag wat nodig is om die las te beweeg meer ingewikkeld word, aangesien dit veelvuldige hoeke sal behels.
Oor die algemeen, as die hefboomarm ook op 'n hoek is, sal die loodregte komponent van die krag wat op die hefboomarm toegepas word, beïnvloed word deur die hoek tussen die hefboom en die krag, sowel as die hoek tussen die hefboom en die las .
Om die krag te bereken wat benodig word om die las in 'n derde klas hefboomstelsel met beide die krag en die hefboom op 'n hoek te beweeg, kan dieselfde formule gebruik word:
F = (w1 * l1) / (l2 * sin (theta) + l1 * sin (phi))
Die hoeke wat Theta en PHI egter aangepas moet word om die hoek van die hefboomarm te verantwoord.
As die hefboom in 'n derde klas hefboomstelsel op 'n hoek van 45 grade is, sal die berekening vir die krag wat nodig is om die las te beweeg, afhang van die hoeke tussen die hefboomarm, die krag en die las.
As ons aanvaar dat die hoek tussen die krag en die hefboomarm teta is, en die hoek tussen die las en die hefboomarm is PHI, die berekening vir die krag wat benodig word om die las in 'n derde klas hefboomstelsel met 'n hefboomarm by A te skuif 45-grade hoek kan geskryf word as:
F = (w1 * l1) / (l2 * sin (theta + 45) + l1 * sin (phi - 45))
Hier word die hoeke theta en phi aangepas deur 45 grade by te voeg of af te trek om rekenskap te gee van die 45-grade hoek van die hefboomarm.
Om die krag wat benodig word om die las te beweeg, te bereken, moet u die waardes vir L1, L2, W1, Theta en PHI meet of bereken, en dit in die formule inprop om op te los vir F.
Let daarop dat dit slegs 'n voorbeeld is, en die spesifieke berekening vir 'n gegewe situasie kan afhang van die spesifieke hoeke en metings wat by die hefboomstelsel betrokke is.
Wat sou 'n tipiese toepassing wees vir 'n 3de klashendel waar die stootkrag op 'n hoek is?
'N Tipiese toepassing vir 'n derde klas hefboom waar die drukkrag op 'n hoek is, is 'n menslike arm.
In die menslike arm dien die elmbooggewrig as die draaipunt, en die biceps -spier heg aan die voorarmbeen (las) en trek daarop om 'n hefkrag op te wek. Die biceps -spier is egter aan die voorkant van die arm geleë, terwyl die las aan die agterkant van die arm geleë is. Dit beteken dat die biceps-spier 'n krag op die arm uitoefen, wat 'n derde klas hefboomstelsel skep.
As die biceps -spier saamtrek, oefen dit 'n krag op die voorarm van die onderarm uit, wat veroorsaak dat die onderarm na bo beweeg. Die loodregte komponent van die krag wat deur die biceps -spier gegenereer word, voorsien die wringkrag wat die onderarmbeen beweeg, terwyl die parallelle komponent van die krag eenvoudig die been sywaarts druk.
Deur 'n derde klas hefboomstelsel met die drukkrag op 'n hoek te gebruik, kan die menslike arm vragte met meer snelheid en bewegingsomvang beweeg, hoewel die inruiling is dat meer krag nodig is om dieselfde gewig op te lig in vergelyking met 'n tweedeklas-hefboomstelsel.
Wat is die voordele vir 'n 3de klashendel waar die stootkrag op 'n hoek is?
Die voordele van die gebruik van 'n derde klas hefboom waar die stootkrag op 'n hoek is, sluit in:
- Verhoogde bewegingsreeks: deur 'n derde klas hefboom met die stootkrag op 'n hoek te gebruik, is dit moontlik om die bewegingsomvang en akkuraatheid van beweging te verhoog. Dit is omdat die hefboomarm op verskillende hoeke geplaas kan word, wat meer beheer oor die rigting van die krag en die beweging van die las moontlik maak.
- Spoed: Die derde klas hefboom met die drukkrag op 'n hoek kan voorsiening maak vir vinnige bewegings van die las, wat voordelig kan wees in situasies waar spoed belangrik is. Dit is omdat die krag wat benodig word om die las te beweeg, toegepas kan word met 'n vinnige en presiese beweging van die hefboomarm.
- Meganiese voordeel: hoewel die derde klas hefbome met die krag op 'n hoek meer krag benodig om 'n las te beweeg in vergelyking met tweedeklas-hefbome, kan hulle steeds 'n meganiese voordeel bied. Die hefboomarm kan op verskillende hoeke geplaas word, wat kan help om die wringkrag te verhoog en dit makliker te maak om die las met minder krag te beweeg.
- Verbeterde beheer: Die hoek van die krag wat in 'n derde klas hefboom met die krag op 'n hoek toegepas word, maak voorsiening vir verbeterde beheer oor die beweging van die las. Dit kan nuttig wees in situasies waar die las rondom hindernisse of in stywe ruimtes moet beweeg.
In die algemeen kan die gebruik van 'n derde klas hefboom met die krag op 'n hoek 'n verhoogde reeks bewegings, snelheid en presisie bied, terwyl dit steeds 'n meganiese voordeel bied en die beheer oor die beweging van die las verbeter.
