والرافعة هي آلة بسيطة ، وهي آلة بناها الإنسان للفوز عن طريق قوة تسمى الجرار ، وهي قوة أخرى تسمى مقاومة.
كان الغرض من الروافع البدائية هو تضخيم القوة البشرية التي تسمح بتنفيذ عمل لا يسمح به الاستخدام البسيط لقوة العضلات.
تطيع الأذرع مبدأ فيزيائيًا بسيطًا إلى حد ما:
النظام في حالة توازن إذا كانت نتيجة لحظتين من القوات هي لاغية.
في الفيزياء يتم التعبير عن لحظة القوة بالنسبة للمركز بواسطة متجه وحدة نمطية متساوية مع ناتج شدة القوة بطول ذراعها (مسافة خط مستقيم للقوة من نقطة ارتكاز).
M OMENT = F ORZA xb raccio
إذا كان يجب أن يكون الناتج عن اللحظات فارغًا (بحيث يكون النظام في حالة توازن) ، فعليك بالتالي:
القوة في الإدخال = قوة الإخراج
F xb = F 'x b'
أو التعبير عن العلاقة بعبارات أخرى ، يمكن ذكرها:
F: F '= b': b
لذلك يجب أن تكون نسبة القوى مساوية للعلاقة العكسية بين الذراعين.
إذا كانت b أكبر 10 مرات من b '(b = 10b') لكي يبقى النظام في حالة توازن يجب أن يكون F أصغر بعشر مرات (F = 1 / 10F ').
لذلك قمنا بإنشاء ذراع مفيدة: نتصور أن القوة F 'ممثلة بقوة الوزن لصخرة 100 كجم ، لرفعها سيكون من الضروري تطبيق قوة F> 10 كجم (> 1/10 من قوة الوزن):
نقدم الآن تعريف الرافعة المفيدة: تعتبر الرافعة ذات فائدة عندما تكون القوة الدافعة في حالة توازن أقل من المقاومة (تمامًا كما هو الحال في حالة وصفها للتو).
ومع ذلك ، يمكن للرافعة أن تكون غير مؤاتة إذا كانت القوة الدافعة أكبر من المقاومة.
أخيراً ، تكون الرافعة محايدة أو غير مكترثة عندما تكون القوة الدافعة مساوية للواحدة المقاومة.
النوع الأول:
رافعة من النوع الأول أو من النوع الأول إذا كان نقطة ارتكاز بين القوة الدافعة وقوة مقاومة. في المقابل ، يمكن أن تكون رافعة النوع الأول مفيدة إذا كانت القوة الدافعة أبعد من نقطة ارتكاز القوة المقاومة أو ، في الحالة المعاكسة ، غير مؤاتية.
إن المخلّص والمقص والملاقط وغيرها هي من النوع الأول.
نوع الملف الثاني:
ويقال إن الرافعة من النوع الثاني أو النوع الثاني إذا كان نقطة ارتكاز على نفس الجانب من القوة الدافعة والقوة المقاومة ، وفي نفس الوقت من الضروري أن تكون القوة الدافعة أبعد من نقطة الانعطاف عن المقاومة. ومن ثم يستنتج أن أدوات الرفع من النوع الثاني هي دائما مفيدة.
هم من النوع الثاني من العتلات ، عربة اليد ، كسارة البندق ، فتاحة الزجاجة.
النوع الثالث:
تكون الرافعة من النوع الثالث أو من النوع الثالث إذا كان نقطة ارتكاز على نفس الجانب من القوة الدافعة والقوة المقاومة ، وفي نفس الوقت من الضروري أن تكون القوة الدافعة أقرب إلى نقطة ارتكاز من المقاومة. ومن ثم يستنتج أن أدوات الرفع من النوع الثالث هي دائما غير مؤاتية.
الروافع من النوع الثالث.
كما أن عضلات الجسم ، التي يتم إدخالها على العظام ، هي من الناحية الفيزيائية للروافع. ويبين الشكل انثناء الساعد من العضلات العضدية ذات الرأسين.
هذا مثال كلاسيكي على رافعة من النوع الثالث ، والتي كما قلنا هي دائما غير مؤات. بما أن ذراع الرافعة أقصر ، يجب أن تكون القوة التي طورتها العضلة ذات العضلة ذات الرأسين أكبر بكثير من قوة وزن الكرة الموجودة على اليد. هذا النوع من الرافعة يسمح بسعة وسرعة حركة كبيرة.
في الفيزياء نتحدث عن ميزة ثابتة وميزة ديناميكية. هناك ميزة ثابتة ، عند استخدام قوة دفع أقل ، يمكنك الفوز بمقاومة أقوى (ذراع مفيدة) ، ولكن في هذه الحالة تكون سرعة واتساع الحركة صغيرًا ، لذلك هناك عيب ديناميكي.
يتيح العطل الاستاتيكي (العائق غير المناسب) سرعة أكبر واتساع أكبر للحركة ، وهي ميزة ديناميكية.
ميزة ثابتة = افتراضية دينامية
خصوصية ثابتة = ميزة ديناميكية
الانحناء الأخمصي للقدم مع الأطراف السفلية الممتدة هو مثال على النوع الثاني من الرافعة.
المقاومة (الوزن) والقوة (العضلة) تكمن في نفس الجانب بالنسبة إلى نقطة ارتكاز ، والقوة الدافعة أبعد ، وبالتالي فإن الرافعة مفيدة. الإدراج الخلفي جدا من ثلاثية الرؤوس الشجاعية وبالتالي يسهل الحركة.
ويستند النظام الحركي كله على نظام رافعات. لذلك ، عندما يكون هناك حركة ، يتم إنتاج ذراع يمكن أن يكون من النوع الأول أو الثاني أو الثالث. في جسم الإنسان ، فإن أكثر العتلات المتواترة هي تلك من النوع الأول والثالث ، في حين أن الرافعات من النوع الثالث المفيد نادرة جدا.
ومع ذلك ، يستخدم جسم الإنسان بعض العناصر التي تسهل عمل العضلات. هذه هي الحالة ، على سبيل المثال ، من الرضفة التي ، عن طريق تحريك قوة الجر في عضلات الفخذ إلى الأمام ، تزيد من فعاليتها.
