Ročica je preprost stroj, ki ga je človek zgradil za zmago s silo, imenovano motor, druga sila, imenovana odporna.
Namen prvobitnih vzvodov je bil povečati človeško moč, ki omogoča opravljanje delovnih nalog, ki niso dovoljene z enostavno uporabo mišične sile.
Vzvodi upoštevajo dokaj preprost fizični princip:
sistem je v ravnovesju, če je rezultat momentov obeh sil nič.
V fiziki je trenutek sile glede na središče izražen z modulnim vektorjem, ki je enak zmnožku intenzivnosti sile za dolžino kraka (razdalja linije delovanja sile od osi).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Če mora biti rezultat trenutkov nič (tako da je sistem v ravnovesju), potem:
M FORCE IN ENTRY = IZHOD V SILI
F xb = F 'x b'
Ali pa lahko izrazimo razmerje drugače, lahko rečemo:
F: F '= b': b
Zato mora biti razmerje med silami enako obratnemu razmerju med rokama.
Če je b 10-krat večji od b '(b = 10b'), tako da sistem ostane v ravnovesju F, mora biti 10-krat manjši (F = 1 / 10F ').
Zato smo ustvarili ugoden vzvod: zamislite si, da je sila F 'predstavljena s silo teže 100 kg balona, da jo dvignete, morate preprosto uporabiti silo F> 10 kg (> 1/10 sile teže):
Zdaj bomo opredelili ugoden vzvod: za vzvod je rečeno, da je koristen, če je v ravnotežnih pogojih gonilna sila manjša od odporne (tako kot v opisanem primeru).
Vendar je lahko tudi vzvod neugoden, če je gonilna sila večja od odporne.
Končno je ročica nevtralna ali ravnodušna, kadar je pogonska sila enaka odporni.
ROČICA PRVE VRSTE:
ročica je prvega tipa ali prvega tipa, če je točko med gonilno silo in odporno silo. Ročica prvega tipa je lahko prednostna, če je pogonska sila oddaljena od točke uporne sile ali v nasprotnem primeru neugodna.
To so ročice prvega tipa, odpirač, škarje, klešče itd.
VZOREC DRUGE VRSTE:
Ročica naj bi bila drugega tipa ali druge vrste, če je točko vznožja na isti strani gibalne sile in odporne sile, hkrati pa je potrebno, da je gibalna sila bolj oddaljena od opornice kot odporna. Zato je mogoče sklepati, da so vzvodi drugega reda vedno ugodni.
Samokolnica je druga vrsta odpirača za steklenice.
ROČICA TRETJEGA VRSTA:
ročica je tretjega tipa ali tretje vrste, če je točko vpetja na isti strani gonilne sile in odporne sile, obenem pa je potrebno, da je pogonska sila bližja točkovnemu kot odporna. Zato je mogoče sklepati, da so vzvodi tretjega reda vedno neugodni.
Pritrdilni mehanizmi so tretji tip vzvoda.
Tudi mišice našega telesa, vstavljene na kosti, so s fizičnega vidika vzvodov. Slika prikazuje upogibanje podlakti z mišico biceps brachialis.
To je klasičen primer vzvoda tretjega tipa, ki je, kot smo povedali, vedno neugoden. Ker je ročica ročice krajša, mora biti sila, ki jo razvije bicepsova mišica, veliko večja od sile teže krogle na roki. Ta vrsta vzvoda pa omogoča veliko amplitudo in hitrost gibanja.
V fiziki govorimo o statični prednosti in dinamični prednosti. Obstaja statična prednost, ko lahko z manjšo pogonsko silo pridobimo večjo odporno silo (ugodna ročica), v tem primeru pa sta hitrost in amplituda gibanja majhni, zato je dinamična pomanjkljivost.
Samodejni statični pomanjkljivost (neugoden vzvod) omogoča večjo hitrost in amplitudo gibanja, tj dinamično prednost.
STATIČNA PREDNOST = DINAMIČNO POMANJKANJE
STATIČNA NEDOSTAJA = DINAMIČNA PREDNOST
Ravno gibanje stopala s podaljšanimi spodnjimi okončinami je primer vzvoda drugega reda.
Upor (teža) in sila (mišica) sta na isti strani glede na točko vpetja, gonilna sila je bolj oddaljena, zato je vzvod ugodnejši. Zelo vzvratno vstavljanje triceps sural tako olajša gibanje.
Celoten mišično-skeletni sistem temelji na sistemu vzvodov. Zato se pri vsakem gibanju proizvaja vzvod, ki je lahko prvega, drugega ali tretjega tipa. V človeškem telesu so najpogostejši vzvodi tisti prvega in tretjega tipa, medtem ko so koristni vzvodi tretjega reda zelo redki.
Vendar pa človeško telo uporablja nekatere elemente, ki lahko olajšajo delovanje mišic. To velja na primer za pogačico, ki s prestavljanjem vlečne sile kvadricepsa povečuje njihovo učinkovitost.
