תוֹכֶן
אחת המשימות העיקריות בתעשייה האנושית היא ביצוע עבודה כנגד כוח הכובד, והקמת מבנים כמו גשרים ומבנים המספיקים לעמוד בכוח הכבידה המוטל על המסה שלהם ושל האנשים שהם נושאים. צריך להיות אמצעי לבניית מבנים אלה בפועל, ואחד מחלקי המכונות המוכרים ביותר להרמת חפצים כבדים בדרכים מדויקות הוא המנוף.
מנופים ארוכים השולטים בהם נבנים כל דבר בגודל, מנופים מתפקדים כמנופים המסוגלים להרים חפצים במרחק מנוע ונקודת העיגון של העגורן. זה נעשה באמצעות א זרוע בום, האורך והזווית מהקרקע ניתן לגיוון בהתאם לעבודת הבנייה (או לבנייה) בהישג יד.
ייתכן שתצטרך נוסחת חישוב הרמה כדי לקבוע את יכולת ההרמה של מערך מנוף נתון. זה כרוך בעיקר בגיאומטריה בסיסית, אך מעט הבנה של הפיזיקה העומדת בבסיס עוזרת מדי.
חלקים ופיזיקה של מנוף
מנוף מופעל מלמעלה על גבי רציף מטלטלין וסיבוב (אך מעוגן אחרת) הנקרא בסיס יצק, שיכול להיות רוחב כמה מטרים. זרוע הבום משתרעת כלפי מעלה והחוצה בזווית נתונה (נניח 30 מעלות) לאורכה, ובסוף זרוע הבום הזו נמצא מכשיר שמרים את העומס שיש להניף ולהזיז.
העומס (המסה כפולת הכבידה g, או 9.8 מ '/ ש'2) מורם (באופן אידיאלי) בצורה אנכית, כך שאף כוחות אופקיים אינם פועלים (ימים סוערים הרסו מפעילי מנופים). במקום זאת, מתח T (כוח לכל אורך יחידה) נשמר בכבל כאשר הכוח כלפי מעלה של המנוף (שהופנה על ידי גלגלת בחלקו העליון של המכשיר) מאזן בדיוק את משקל העומס. כאשר המנוע מניע T מעל נקודה זו, העומס נע כלפי מעלה, בתנאי שהכבל חזק דיו בכדי לעמוד בכוח.
גיאומטריה של מנוף
מבט מצד אחד, בום המנוף, הקרקע והכבל האנכי יוצרים משולש ימין. המזרן הימני הוא זרוע הבום, הזרוע הארוכה של המשולש היא המרחק r מבסיס היוצא לעומס והזרוע הקצרה של המנוחה היא הגובה האנכי של "קצה" הבום מעל האדמה.
הרדיוס היעיל r צריך להסביר את בסיס היציאה ולכן מתקצר מעט לחישוב כושר ההרמה; כלומר, זה לא מתחיל ישירות במנוע, שם שוכן קצה המשולש הימני הזה.
מנוף בשיווי משקל
למישור בשיווי משקל אין חלקים נעים. משמעות הדבר היא כי סכום הכוחות החיצוניים והמומנטים החיצוניים הוא אפס. מכיוון שהעומס נוטה לסובב את זרוע הבום כלפי מטה סביב צירו בבסיס היוצא, יש לאזן מומנט זה יחד עם איזון בין הכוח הישיר כלפי מטה המופעל על ידי כוח הכבידה.
חישוב קיבולת הרמת מנוף
הסטנדרט נוסחת חישוב קיבולת מנוף ניתן ע"י
(r) (hC) / 100,
כאשר r הוא הרדיוס (מרחק לאורך הקרקע לעומס) ו- hC מרים גובה כפול קיבולת. הקיבולת, בתורו, מיוחדת לכל אורך הזווית של הזרוע הבום שנבחר, ויש לחפש אותה בטבלה כמו זו במשאבים.
החישוב הסופי הוא למעשה ממוצע, נלקח על ידי שימוש בערך hC שהוא המקסימלי עבור כל רדיוס שנבחר. הנקודות הממוצעות הן רדיוס המינימום, r עצמו, וכל רדיוס מדויק ביחידות של 5.0 מטר בין לבין. כך מערך ערכים שלם עשוי להיראות כמו 1.9, 5.0, 10.0 ו 14.2 מ ', והממוצע במקרה זה יהיה הממוצע של ארבעה מספרים.