Vysvetlíme, čo je páka, sily, ktoré používa a premenné, ktoré treba zvážiť. Tiež typy a príklady pák.
čo je páka?
Páka je jednoduchý stroj, teda zariadenie schopné upravovať alebo generovať a sila a prenášať posunutie. Skladá sa z pevnej tyče z nejakého stredne odolného materiálu, ktorá sa voľne otáča na opornom bode tzv oporný bod.
Páka sa môže použiť na maximalizáciu mechanickej sily aplikovanej na objekt, zvýšenie jeho rýchlosti alebo vzdialenosti, ktorú prejde, a to použitím proporcionálne menšieho množstva sily.
V závislosti od blízkosti alebo vzdialenosti otočného bodu vzhľadom na telo, ktoré sa má pohybovať, bude potrebná väčšia alebo menšia sila a dosiahne sa väčší alebo menší účinok.
Na páku pôsobia súčasne tri sily:
- Moc (P). Je to sila, ktorá sa dobrovoľne aplikuje na koniec páky, aby sa vyvolala reakcia. Môže sa vykonať manuálne alebo pomocou a hmotnosť, alebo aj elektrické či parné stroje.
- Vytrvalosť (R). Je to sila, ktorá má byť prekonaná silou, t.j. váha, ktorou pôsobí na páku telo, ktorým chceme pohybovať a ktorá bude podľa zákona akcie a reakcie ekvivalentná tej, ktorou na ňu páka pôsobí.
- Podporná sila. Je to sila, ktorou pôsobí otočný bod na páku, rovná a opačná k predchádzajúcim dvom, pretože tyč je držaná bez pohybu cez osový bod.
Na druhej strane sú v tomto prípade potrebné zvážiť dve ďalšie premenné:
- Výkonové rameno (Bp). Je to vzdialenosť medzi oporným bodom a bodom aplikácie moci.
- Odporové rameno (Br). Je to vzdialenosť medzi oporným bodom a nákladom alebo telom, ktoré sa má zmobilizovať.
Všetko vyššie uvedené súvisí prostredníctvom nasledujúceho vzorca:
P xBp = R x Br, výkon na rameno sa rovná výdrž pre tvoje.
Páka Bol vynájdený v praveku, a už v staroveku Mezopotámie existujú záznamy o jeho použití na zavlažovacie šachty. Prvá písomná zmienka o páke pochádza od Pappa z Alexandrie v jehoMatematická zbierka , kde sa objavuje tak známy citát Gréka Archimeda: "Dajte mi páku a pohnem svetom."
Typy pák
Existujú tri typy páky, v závislosti od relatívnej polohy bodu odporu moc a oporný bod. Každý z nich má iné vlastnosti a bude mať relatívne odlišný účinok.
- Páka prvého stupňa. Oporný bod je medzi silou a odporom, čím sa dosiahne, že aplikovaná sila môže byť oveľa menšia ako odpor, ktorý treba prekonať, to znamená, že maximalizuje výkon. Obetovaná je však prenášaná rýchlosť a vzdialenosť, ktorú telo prejde.
- Páka druhého stupňa. Odpor je medzi silou a otočným bodom, takže výkon bude vždy menší ako odpor, aj keď nedosiahne väčší posunutie ani prejdenú vzdialenosť (ale ušetríte energie je mimoriadne užitočná).
- Páka tretieho stupňa. Vynaložená sila je medzi oporným bodom na jednom extrému a odporom na druhom. Pôsobená sila je väčšia ako výsledná, ale je možné zvýšiť prenášanú rýchlosť alebo prejdenú vzdialenosť telesa.
Príklady páky
Niektoré každodenné príklady prepínania môžu byť:
- Prvá trieda. Hojdačka, nožnice, kliešte, kliešte, katapulty.
- Druhý stupeň. Fúrik, luskáčik, veslice, kočík, zdvíhací stroj.
- Tretí stupeň. Udicu, odstraňovač sponiek, pinzetu na obočie či temporomandibulárny kĺb ľudského tela.