science >> Wetenschap >  >> Fysica

Mechanische nadelen van een hendelsysteem

De hendel is een van de fundamentele eenvoudige machines van de mechanica, samen met het hellend vlak, het wiel en de as, de schroefwig en de katrol, volgens de Simple Machines Learning Site van de Universiteit van Houston. Mensen gebruiken hefbomen in alles, van het gooien van een bal naar een wip. Hoewel de vele voordelen van hendels welbekend zijn, heeft het systeem ook verschillende nadelen.

Heftypen

Op zijn meest elementaire niveau is een hendel een recht, stijf object dat draait op een steunpunt om het hijsen te vergemakkelijken door een kleine kracht over een grote afstand te gebruiken. Er zijn drie soorten hefbomen. Type 1 is een stijve staaf met het draaipunt gecentreerd als een wip. Een Type 2-hendel heeft de belasting vóór het draaipunt en de kracht die wordt uitgeoefend vóór de lading, zoals een wielton. Het laatste type heeft de belasting aan het einde, waarbij het steunpunt vóór de kracht is geplaatst, zoals de menselijke arm.

Wear

Hendels hebben aanzienlijke gewichten die op verschillende punten rond hun draaipunten worden toegepast. Na verloop van tijd veroorzaakt het gewicht en de beweging slijtage nabij het draaipunt, wat leidt tot buigen en uiteindelijk breken. Buigen van de starre arm leidt tot een inefficiënte hendel en vermindert het mechanische voordeel.

Vermindering van kracht

Het derde type hendel heeft het nadeel dat het de kracht die op het systeem wordt uitgeoefend, vermindert. De kracht ligt tussen de belasting en het draaipunt. Hoewel het een mechanisch voordeel oplevert, vermindert het de totale kracht, wat leidt tot inefficiëntie in het systeem. In het geval van een arm produceert de biceps de kracht en de elleboog is het draaipunt.

Precision

In een perfecte wereld is de stijve arm perfect stijf. In werkelijkheid is geen enkele substantie echter volledig onbuigzaam. De starre arm buigt afhankelijk van het gewicht van de lading. Dit kan leiden tot onnauwkeurige metingen.