מנוף (מכניקה) – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מושון 2 (שיחה | תרומות)
תגיות: עריכה ממכשיר נייד עריכה דרך האתר הנייד
מאין תקציר עריכה
שורה 6:
הראשון שחקר באופן יסודי את תורת המנופים ומכונות פשוטות היה כנראה ה[[פילוסוף]] וה[[מדען]] ה[[יוון|יווני]] [[ארכימדס]]. ארכימדס הגדיר את המושג [[מומנט כוח]], שעומד בבסיסם של מנופים פשוטים. מומנט הוא הכוח הגורם לסיבוב והוא שווה למכפלת הכוח המופעל במרחק שלו מציר הסיבוב (נקודת הסמך). כך למשל, כאשר שני ילדים שמשקלם זהה יושבים על נדנדה במרחקים שונים מנקודת הסמך שלה, הנדנדה תיטה לכיוון הילד היושב רחוק יותר מהציר, כיוון שהוא מפעיל מומנט גדול יותר. לחישוב זה, של [[מרכז מסה#הגדרה מתמטית|מרכז מסה]], שימושים רבים בחיי היומיום, לדוגמה, בעת שימוש ב[[את חפירה]] קל יותר להפעיל כוח על חלקו של האת המרוחק מהאדמה.
 
ה[[אנרגיה]] שיש להשקיע כשמסתייעים במנוף זהה ל[[עבודה (פיזיקה)|עבודה]] בלעדיו, אך לעתים קל יותר להפעיל כוח קטן יותר לאורך מרחק גדול יותר. מתוך [[דמיון משולשים]] ניתן לראות כי המרחק גדל בדיוק במידה שהכוח קטן, לכן העבודה (מכפלת הכוח במרחק) נשארת קבועה. עקרון חלוקת הכוח ניתן ליישום גם בסוגים נוספים של מנופים, כגון מנופים המבוססים על [[גלגלת]], על ברגים ועל [[גלגל שיניים|גלגלי שיניים]], כמו שנעשה ב[[הילוכים|תיבות הילוכים]]. עיקרון זה כנראה עומד מאחורי הציטוט המפורסם ביותר של ארכימדס: "תנו לי נקודת משען ואוכל להזיז את העולם". משמעות האמרה היא שבהינתן מוט קשיח וארוך מספיק ניתן להזיז את [[כדור הארץ]] כולו גם בהפעלת כוח קטן מאוד, כל עוד מתרחקים מספיק מנקודת הסמך.
==עקרון הפעולה==
את המבנה התומך של המנוף ניתן לחלק לעמוד ה[[אנך|ניצב]] לקרקע, ולקורה [[אופקי|אופקית]] שמקבילה לקרקע. קורה זו היא זרוע המנוף. מבנה זה מגדיר [[מישור (גאומטריה)|מישור]] שניצב לקרקע.
שורה 18:
:<math>T_{1} = M_{1}a=M_{2}b =T_{2},\!</math>
כאשר T הם המומנטים המופעלים משתי הזרועות; M<sub>1</sub> הוא הכוח המופעל על זרוע הכוח, M<sub>2</sub> הוא הכוח המופק על המשא, a הוא אורך זרוע הכוח ו-b הוא אורך זרוע המשא (מרחק העומס מנקודת המשען)
היתרון המכני M.A של המנוף הוא היחס בין הכוח המושקע לכוח המופק ממנו (הכוח הפועל על המשא)
 
:<math>M.A = \frac{M_{2}}{M_{1}} = \frac{a}{b}.\!</math>
 
כלומר היתרון המכני הוא יחס אורכי הזרועות.
שורה 28 ⟵ 27:
מבחינים בשלושה טיפוסי מנופים. ההבחנה היא על פי נקודות החיתוך של קו הפעולה של הכח וקו התנועה של המשא, אשר מקבילים זה לזה, עם קו המאונך לקוים אלו, ומכיל את נקודת הסמך.
# '''מנוף מהסוג הראשון''' - נקודת הסמך נמצאת בין נקודת הפעלת הכוח לבין המשא (ההתנגדות). דוגמאות: [[מספריים]], [[מאזניים]]
# '''מנוף מהסוג השני''' - העצם עליו מופעל הכוח נמצא בין נקודת הפעלת הכח לנקודת הסמך. דוגמאות למנוף מסוג זה: מפצח אגוזים, [[מריצה]]. מנוף מסוג זה מאפשר הפעלת מירב הכח על ההתנגדות.
# '''מנוף מהסוג השלישי''' - הכוח מופעל בין נקודת המשען לבין המשא. במנוף מסוג זה זרוע הכח קצרה מזרוע המשא כל שיש להשקיע כח רב יותר מאשר בפעולה ללא מנוף. משתמשים במנוף מסוג זה כדי לקבל פעולה לאורך דרך ארוכה יותר, דוגמה למנוף מסוג זה הוא [[מלקטת]]. באופן זה מחוברים [[שריר]]י הגפיים כך שמתקבל טווח תנועה גדול למרות שמידת ההתכווצות של השריר מוגבלת.
[[קובץ:סוגי מנופים.png|שמאל|ממוזער|320px|סוגי המנופים]]
 
 
 
== ראו גם ==