اهرم مرکب چگونه کار می کند

اهرم مرکب سیستمی است که از دو یا چند اهرم ساده تشکیل شده است که برای انتقال نیرو و حرکت با هم کار می کنند. در یک اهرم مرکب ، نیروی خروجی یا حرکت از یک اهرم به نیروی ورودی یا حرکت برای اهرم بعدی تبدیل می شودبشر این ترتیب به اهرم مرکب اجازه می دهد تا به یک مزیت مکانیکی بیشتری برسد یا نیروی اعمال شده را تقویت کند، انتقال بارهای سنگین یا انجام کارهایی که به نیروی قابل توجهی نیاز دارند ، آسان تر می شود.

در اینجا یک توضیح گام به گام در مورد نحوه عملکرد یک اهرم مرکب آورده شده است:

1. کاربر در اولین اهرم در سیستم تلاش (نیروی ورودی) را اعمال می کند.
2. اهرم اول نیروی ورودی را بر اساس مزیت مکانیکی آن تقویت می کند ، که با نسبت طول بازوی تلاش و بازوی بار خود تعیین می شود.
3. نیروی تقویت شده از اهرم اول به عنوان نیروی ورودی به اهرم دوم اعمال می شود.
4. اهرم دوم بر اساس مزیت مکانیکی آن ، نیرو را تقویت می کند.
5. اگر اهرم های اضافی در سیستم وجود داشته باشد ، پس از همان فرآیند ، نیرو از طریق هر یک از آنها منتقل و تقویت می شود.
6. اهرم نهایی در سیستم ، نیروی خروجی (یا بار) را در نقطه مورد نظر اعمال می کند و حرکت یا دستکاری بار را آسان تر می کند.

اهرم های مرکب اغلب در برنامه هایی که یک مزیت مکانیکی بزرگ مورد نیاز است ، مانند ماشین آلات سنگین ، ابزارهای دستی و سیستم های بلند کردن استفاده می شود. با ترکیب چندین اهرم ساده ، یک اهرم مرکب می تواند به یک مزیت مکانیکی بیشتر از یک اهرم واحد برسد و آن را در انجام کارهایی که به نیروی قابل توجهی نیاز دارند ، کارآمدتر می کند.

محاسبه برای یک اهرم مرکب چیست؟

برای تعیین نیروی خروجی ، شما باید مزیت مکانیکی کل (MA) سیستم اهرم مرکب را محاسبه کرده و سپس آن را با نیروی ورودی (تلاش) ضرب کنید. مزیت مکانیکی کل با ضرب مزایای مکانیکی هر یک از اهرم های جداگانه در سیستم بدست می آید.

نمودار یک اهرم مرکب

در اینجا فرمول کلی برای محاسبه مزیت مکانیکی (MA) یک اهرم واحد آورده شده است:

ma = فاصله از تلاش تا fulcrum (de) / فاصله از بار تا fulcrum (DL)

برای یک سیستم اهرم مرکب با دو اهرم ، مزیت مکانیکی هر اهرم را محاسبه کرده و سپس دو مقدار را ضرب می کنید:

کل MA = MA از اهرم 1 × MA اهرم 2

اگر سیستم اهرم مرکب دارای بیش از دو اهرم باشد ، می توانید با ضرب مزایای مکانیکی همه اهرم های فردی ، این روش را گسترش دهید:

کل MA = MA از اهرم 1 × MA از اهرم 2 × ... × MA اهرم n

سرانجام ، برای محاسبه نیروی خروجی (F_OUT) سیستم اهرم مرکب ، مزیت مکانیکی کل را توسط نیروی ورودی (F_IN) ضرب کنید:

f_out = کل ma × f_in

لطفاً توجه داشته باشید که این محاسبه به دلیل اصطکاک یا سایر ناکارآمدی های موجود در سیستم هیچ ضرر انرژی را فرض نمی کند. در برنامه های دنیای واقعی ، ممکن است برای به دست آوردن نتایج دقیق ، چنین عواملی را حساب کنید.

ماشین حساب اهرم مرکب

اهرم 1

اهرم 2

نیروی ورودی

نتایج

نمونه ای از اهرم مرکب

مطبوعات نوعی مکانیسم اهرم مرکب است. آنها در بیشتر کارخانه های Fabricaion و Mecahine استفاده می شوند. از این نوع مکانیسم ها استفاده می شود زیرا نیروی ورودی معمولاً توسط یک انسان با قابلیت نیروی محدود اعمال می شود ، با این حال ، نیروی مورد نیاز برای مشت زدن به سوراخ از طریق یک ورق از فولاد ، بزرگی های زیادی بیشتر از این است ، بنابراین یک اهرم مرکب مورد نیاز است نیروی ورودی انسانی را تقویت کنید تا یک نیروی خروجی 10 برابر بیشتر یا به اندازه کافی برای پانچ کردن یک صفحه فولادی ایجاد شود.