Как работает калькулятор
Калькулятор рычага считает равновесие моментов вокруг опоры. Если сила приложена перпендикулярно рычагу, момент равен произведению силы на плечо:
$$\tau=F\times d$$
В идеальном равновесии момент усилия равен моменту нагрузки:
$$F_e d_e=F_l d_l$$
Если задан КПД меньше \(100\%\), полезный момент усилия уменьшается:
$$F_e d_e \eta=F_l d_l$$
Механическое преимущество рычага:
$$IMA=\frac{d_e}{d_l}$$
Пример
Если нагрузка \(F_l=400\ \text{Н}\), плечо нагрузки \(d_l=0{,}5\ \text{м}\), а плечо усилия \(d_e=2\ \text{м}\), то:
$$F_e=\frac{400\times0{,}5}{2}=100\ \text{Н}$$
Что показывает результат
- требуемое усилие или поддерживаемую нагрузку;
- нужное плечо усилия или нагрузки;
- положение опоры для заданной длины рычага;
- идеальное и эффективное механическое преимущество;
- момент усилия, момент нагрузки и эквивалент массы;
- график зависимости усилия от плеча.
Для рычага первого рода опора находится между усилием и нагрузкой. Во втором роде нагрузка находится между опорой и усилием. В третьем роде усилие прикладывается между опорой и нагрузкой.
Важные допущения
- рычаг считается жёстким и невесомым;
- силы считаются перпендикулярными рычагу;
- трение, люфты, прогиб, ударные нагрузки и запас прочности не рассчитываются;
- для реальной конструкции проверяйте прочность балки, опоры и креплений отдельно.