Vipu on yksinkertainen kone, ihmisen rakentama laite voittoon voimalla, jota kutsutaan moottoriksi, toinen voima, jota kutsutaan vastustuskykyiseksi.
Ensisijaisten vipujen tarkoituksena oli vahvistaa ihmisen voimaa, joka mahdollistaa sellaisten töiden suorittamisen, joita ei sallittu lihaksen yksinkertaisen käytön avulla.
Vivut noudattavat melko yksinkertaista fyysistä periaatetta:
järjestelmä on tasapainossa, jos kahden voiman momenttien tulos on nolla.
Fysiikassa voiman keskipisteeseen liittyvä hetki ilmaistaan moduulivektorilla, joka on yhtä suuri kuin sen voiman pituus sen voiman pituuden suhteen (voiman linjan etäisyys tukipisteestä).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Jos momenttien tulos on nolla (niin että järjestelmä on tasapainossa):
M FORCE sisäänpääsyssä = M FORCE OUTPUT
F xb = F 'x b'
Tai ilmaisemme suhteen muilla termeillä voimme sanoa:
F: F '= b': b
Siksi voimien välisen suhteen on oltava yhtä suuri kuin varsien käänteinen suhde.
Jos b on 10 kertaa suurempi kuin b '(b = 10b') niin, että järjestelmä pysyy tasapainossa F, sen on oltava 10 kertaa pienempi (F = 1 / 10F ').
Siksi olemme luoneet edullisen vipun: kuvitella, että voimaa F 'edustaa 100 kg: n painon painovoima, sen nostamiseksi sinun tarvitsee vain käyttää voimaa F> 10 kg (> 1/10 painovoimasta):
Määritellään nyt edullinen vipuvaikutus: vipun sanotaan olevan edullinen, kun tasapainoolosuhteissa käyttövoima on pienempi kuin vastustuskykyinen (aivan kuten juuri kuvatussa tapauksessa).
Vipu voi kuitenkin olla myös epäedullinen, jos käyttövoima on suurempi kuin kestävä voima.
Lopuksi vipu on neutraali tai välinpitämätön, kun käyttövoima on yhtä suuri kuin kestävä voima.
ENSIMMÄINEN TYYPPI:
vipu on ensimmäistä tyyppiä tai ensimmäistä tyyppiä, jos tukipiste on voiman ja kestävän voiman välissä. Ensimmäisen tyyppinen vipu voi puolestaan olla edullinen, jos käyttövoima on kauempana resistentin voiman tukipisteestä tai päinvastaisessa tapauksessa epäedullisesta.
Ne ovat ensimmäisen tyypin vivut, jotka ovat ristikkäin, sakset, pihdit jne.
TOINEN TYYPPI:
vipun on sanottu olevan toisen tyyppinen tai toista tyyppiä, jos tukipiste on moottorin voiman ja kestävän voiman samalla puolella, samanaikaisesti on välttämätöntä, että liikkuva voima on kauempana tukipisteestä kuin kestävä voima. Näin ollen voidaan päätellä, että toisen asteen vivut ovat aina edullisia.
Kottikärry on toisen tyyppinen pähkinänsärkijä pullonavaaja.
Kolmas tyyppi:
vipu on kolmannen tyyppinen tai kolmannen tyyppinen, jos tukipiste on samalla voimalla ja vastusvoimalla, samalla kun on välttämätöntä, että käyttövoima on lähempänä tukipistettä kuin kestävä voima. Näin ollen voidaan päätellä, että kolmannen asteen vivut ovat aina epäedullisia.
Jarrut ovat kolmannen tyyppinen vipu.
Myös kehon lihakset, jotka on asetettu luuhun, ovat vivun fyysisestä näkökulmasta. Kuvassa on kyynärvarren taivutus biceps brachialis -lihaksen.
Tämä on klassinen esimerkki kolmannen tyypin vipusta, joka kuten sanomme, on aina epäedullinen. Kun vipuvarsi on lyhyempi, bisepsilihaksen kehittämän voiman on oltava paljon suurempi kuin kädessä olevan pallon painovoima. Tämäntyyppinen vipu mahdollistaa kuitenkin suuren amplitudin ja nopeuden.
Itse asiassa fysiikassa puhumme staattisesta edusta ja dynaamisesta edusta. On staattinen etu, kun käytät pienempää vetovoimaa, voit voittaa suuremman kestävän voiman (edullinen vipu), mutta tässä tapauksessa liikkeen nopeus ja amplitudi ovat pieniä, joten on dynaaminen haitta.
Automaattisesti staattinen haitta (epäedullinen vipu) mahdollistaa suuremman nopeuden ja liikkeen amplitudin eli dynaamisen edun.
STATIC ADVANTAGE = DYNAMIC DISADVANTAGE
STATIC DISADVANTAGE = DYNAAMINEN ADVANTAGE
Jalan taivutus, jossa on jalka leveillä alaraajoilla, on esimerkki toisen asteen vipusta.
Vastus (paino) ja voima (lihas) ovat samalla puolella suhteessa tukipisteeseen, käyttövoima on kauempana ja siksi vipu on edullinen. Triceps-suralin hyvin taaksepäin asettaminen helpottaa liikkumista.
Koko tuki- ja liikuntaelimistö perustuu vipujärjestelmään. Siksi aina, kun on liikettä, muodostetaan vipu, joka voi olla ensimmäisen, toisen tai kolmannen tyyppinen. Ihmiskehossa yleisimpiä vipuja ovat ensimmäisen ja kolmannen tyyppiset vivut, kun taas edulliset kolmannen asteen vivut ovat hyvin harvinaisia.
Ihmiskeho käyttää kuitenkin joitakin elementtejä, jotka voivat helpottaa lihasten toimintaa. Tämä koskee esimerkiksi patellaa, joka siirtämällä nelikulmaisen vetovoiman etupäässä lisää niiden tehokkuutta.
