Met hendels kunt u een invoerkracht op één punt van de hendel uitoefenen om een ​​andere uitvoerkracht te creëren op een ander punt op de hendel. De hefboomwerking, die de uitvoerkracht is gedeeld door de invoerkracht, kan groter of kleiner zijn dan één, afhankelijk van uw behoeften. Het belangrijkste kenmerk van een hendel is het draaipunt, een punt op de hendel die stationair wordt gehouden terwijl andere delen bewegen. Eersteklas hefbomen hebben het draaipunt tussen de input- en outputkrachten. Hefbomen van de tweede en derde klas hebben het steunpunt aan één kant. Met tweedeklas-hendels bevindt de ingangskracht zich aan het verre uiteinde en de uitvoerkracht dichter bij het draaipunt; met hendels van de derde klasse, het omgekeerde is waar.

Eersteklas hendel: scharen

Teken twee lijnen over elkaar kruisen in een kleine hoek om de bladen van een schaar te vertegenwoordigen. Label een kleine afstand van het draaipunt, of steunpunt, als L_paper = 1,5 centimeter.

Label een grotere afstand van het steunpunt als L_handle = 12 centimeter.

Gebruik de formule F_handle_L_handle = F_paper_L_paper om te berekenen de hefboom, of mechanisch voordeel, dat is F_paper /F_handel = L_handel /L_paper = 8.

Bereken de afstand die je nodig hebt om de hendel te bewegen zodat de bladen 2 millimeter bij het contactpunt met het papier kruisen met behulp van 2 millimeter_L_handel /L_paper = 2 millimeter12 /1.5 = 1.6 centimeter. Het doel is om de schaarbladen over een kleine afstand een grote kracht op het papier te laten uitoefenen. Hiertoe past u een kleinere kracht toe, maar moet u de handgrepen een grotere afstand verplaatsen.

Tweede klas Hendel: Moersleutel

Teken een moersleutel om een ​​moer te draaien. Label de afstand vanaf het midden van de moer, dat is het draaipunt, naar de buitenrand van de moer als Lüut = 1 centimeter. Label de afstand van het midden van de moer tot het uiteinde van de sleutel als L = 20 centimeter.

Teken een pijl aan het uiteinde van de sleutel en teken deze als F-sleutel. Stel dat het 1,500 Newton kost om de moer los te maken, gelijk aan 337,2 pond. Teken een pijl aan de buitenkant van de moer en label deze als F_nut = 1500 Newton.

Bereken F-sleutel met behulp van de formule F_wrench_L_wrench = F_nut_L_nut om F_wrench = F_nut * L_nut /L_wrench = 75 Newtons te krijgen, gelijk aan 16,9 pond. U moet 16.9 pond kracht gebruiken om te beginnen met het draaien van de moer.

Bereken de hefboomwerking als F_nut /F_wrench = 1.500 /75 = 20.

Hendel van de derde klas: Ellebooggewricht

Teken een vereenvoudigde gebogen elleboog met het bovenarmbeen - het opperarmbeen - tegen het onderarmbeen - de ellepijp - op 90 graden. Het gewricht is het steunpunt.

Teken de biceps van het schouderuiteinde van de humerus naar de ellepijp op een punt dicht bij het gewricht. Label de afstand van het gewricht tot de biceps L_bicep = 2 inch. Label de afstand van het gewricht tot het einde van de ellepijp, waar de hand zou zijn, zoals L_hand = 16 inch.

Teken een pijl naar de hand en label deze als F_hand = 10 kilo kracht. Teken een pijl langs de bicep en label deze als L_bicep.

Bereken F_bicep met behulp van de formule F_bicep_L_bicep = F_hand_L_hand om F_bicep = F_hand * L_hand /L_bicep = 80 pond te krijgen. De biceps past een kracht van 80 pond toe op de elleboog zodat de hand een kracht van 10 pond kan uitoefenen.

Bereken de hefboom als F_hand /F_bicep = 0.125. Het doel is om het ellebooggewricht slechts een beetje te bewegen terwijl de hand veel beweegt. Dit vereist een mechanisch voordeel van minder dan één.