Svira ir vienkārša mašīna, cilvēka veidota ierīce, lai uzvarētu ar spēku, ko dēvē par motoru, citu spēku, ko sauc par izturīgu.
Sākotnējo sviru mērķis bija pastiprināt cilvēka spēku, ļaujot veikt darbus, kas nav atļauti ar muskuļu spēka vienkāršu izmantošanu.
Sviras ievēro diezgan vienkāršu fizisko principu:
sistēma ir līdzsvarā, ja abu spēku momentu rezultāts ir nulle.
Fizikā spēka moments attiecībā pret centru tiek izteikts ar moduļa vektoru, kas ir vienāds ar spēka intensitāti, kas noteikta tās rokas garumam (spēka līnijas attālums no spēka līnijas).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Ja momentu rezultātam jābūt nullei (lai sistēma būtu līdzsvarā), tad:
M UZRAUDZĪBA IERAKSTĀ = M FORCE OUTPUT
F xb = F 'x b'
Vai arī izsakot attiecības citos vārdos, mēs varam teikt:
F: F '= b': b
Tāpēc attiecību starp spēkiem jābūt vienādam ar apgriezto attiecību starp rokām.
Ja b ir 10 reizes lielāks par b '(b = 10b'), lai sistēma paliktu līdzsvara stāvoklī F, tai jābūt 10 reizes mazākai (F = 1 / 10F ').
Tādēļ esam izveidojuši izdevīgu sviru: iedomājieties, ka spēks F 'ir 100 kg akmens masas spēks, lai to paceltu, vienkārši jāpieliek spēks F> 10 kg (> 1/10 no svara spēka):
Tagad definēsim labvēlīgo sviras efektu: sviru uzskata par izdevīgu, ja līdzsvara apstākļos dzinējspēks ir mazāks par izturīgo (tāpat kā tikko aprakstītajā gadījumā).
Tomēr svira var būt neizdevīga arī tad, ja virzošais spēks ir lielāks par izturīgo spēku.
Visbeidzot, svira ir neitrāla vai vienaldzīga, ja virzošais spēks ir vienāds ar izturīgo spēku.
PIRMĀ TIPA DAĻA:
svira ir pirmā veida vai pirmā tipa, ja pievads ir starp virzošo spēku un izturīgo spēku. Savukārt pirmā veida svira var būt izdevīga, ja virzošais spēks ir tālāk no izturīgā spēka pamatnes vai, pretējā gadījumā, neizdevīgs.
Tie ir pirmās tipa vārpstas, šķēres, knaibles utt.
OTRĀ TIPA PĀRSKATS:
sviru uzskata par otrā veida vai otrā veida, ja pievads atrodas vienā un tajā pašā pusē no motora spēka un izturīga spēka, vienlaicīgi ir nepieciešams, lai motīvs būtu attālāks no pamatnes nekā izturīgais spēks. Tāpēc var secināt, ka otrās kārtas sviras vienmēr ir izdevīgas.
Ķerra ir otrā veida riekstu knaibles, kas ir pudeļu nazis.
TREŠĀ TIPA PĀRSKATS:
svira ir trešā tipa vai trešā veida, ja pievads atrodas vienā un tajā pašā pusē no dzinēja spēka un izturīga spēka, vienlaicīgi ir nepieciešams, lai virzošais spēks būtu tuvāks pamatnei nekā izturīgajam. Tādēļ var secināt, ka trešās kārtas sviras vienmēr ir neizdevīgas.
Cilindri ir trešais sviras veids.
Arī ķermeņa muskuļi, kas ievietoti kaulos, ir no sviru fiziskā viedokļa. Attēlā redzams apakšdelma liekums, ko veic biceps brachialis muskuļi.
Tas ir klasisks trešā tipa sviras piemērs, kas, kā jau teicām, vienmēr ir neizdevīgs. Tā kā sviras svira ir īsāka, tad bicepsa muskuļa attīstītajam spēkam jābūt daudz lielākam par roku turētā bumba. Šāda veida svira tomēr nodrošina lielu kustības amplitūdu un ātrumu.
Faktikā mēs runājam par statisku priekšrocību un dinamisku priekšrocību. Pastāv statiska priekšrocība, ja, lietojot mazāku dzinējspēku, jūs varat uzvarēt lielāku izturību (izdevīgs svira), bet šajā gadījumā kustības ātrums un amplitūda ir nelielas, tāpēc pastāv dinamisks trūkums.
Automātiski statisks trūkums (neizdevīgs svira) nodrošina lielāku kustības ātrumu un amplitūdu, ti, dinamisku priekšrocību.
STATIC ADVANTAGE = DYNAMIC DISADVANTAGE
STATIC DISADVANTAGE = DYNAMIC ADVANTAGE
Kājas piemērs ir otrās kārtas svira.
Izturība (svars) un spēks (muskuļi) atrodas vienā pusē attiecībā pret pamatni, virzošais spēks ir attālāks un tādēļ svira ir izdevīga. Tātad tricepu suralas ļoti aizmugurējā ievietošana atvieglo kustību.
Visa muskuļu un skeleta sistēma balstās uz sviru sistēmu. Tāpēc, kad ir kustība, tiek izveidots svira, kas var būt pirmā, otrā vai trešā veida. Cilvēka ķermenī visbiežāk sastopamie sviras ir pirmās un trešās kategorijas sviras, savukārt izdevīgie trešās kārtas sviras ir ļoti reti.
Tomēr cilvēka ķermenis izmanto dažus elementus, kas var veicināt muskuļu darbību. Tas ir, piemēram, patella, kas, pārvietojot četrgalvu vilces spēku uz priekšu, palielina to efektivitāti.
