Näin pelaat Vipulaboratoriota
- Valitse vipu ja lue kortista sen luokka, kuorma W ja varret.
- Etsi tukipiste, kuorma ja voima, ja mittaa molemmat varret tukipisteestä.
- Käytä vipulakia, F·d_e = W·d_l, löytääksesi voiman, tukipisteen paikan tai voiman varren, ja paina Työnnä.
- Seuraa mittaria: kuorma nousee heti, kun voiman momentti saavuttaa viivan.
Miten vipu moninkertaistaa voiman?
Vipu on jäykkä tanko, joka kääntyy kiinteän pisteen, tukipisteen, ympäri. Kuorma W painaa sitä kuorman varren d_l päässä, ja sinä työnnät voimalla F voiman varren d_e päässä. Vipu on tasapainossa, kun momentit tukipisteen suhteen ovat yhtä suuret: F·d_e = W·d_l. Siis F = W·d_l ÷ d_e, ja mekaaninen etu on W ÷ F = d_e ÷ d_l. Ensimmäisen luokan vivussa, kuten sorkkaraudassa, saksissa tai keinulaudassa, tukipiste on voiman ja kuorman välissä. Toisen luokan vivussa, kuten kottikärryissä tai pähkinänsärkijässä, kuorma on tukipisteen ja voiman välissä, joten mekaaninen etu on aina yli 1. Kolmannen luokan vivussa, kuten kyynärvarressa, pinseteissä tai onkivavassa, voima on tukipisteen ja kuorman välissä, joten mekaaninen etu on alle 1: työnnät kovemmin kuin kuorma, mutta kuorma liikkuu pidemmälle ja nopeammin.
Rajattu oppimismalli
Vipu on kevyt ja jäykkä, ja jokainen voima vaikuttaa kohtisuoraan sitä vastaan. Voima kasvaa tasaisesti nollasta 2 sekunnin aikana; kuorma nousee täsmälleen, kun F·d_e saavuttaa arvon W·d_l, tarkasti laskettuna, ja alle 0,05 % vajaa momentti riittää. Sen jälkeen vipu kääntyy 8° 1 sekunnissa voiman pysyessä, joten kuorma nousee d_l·sin θ, kun kätesi liikkuu d_e·sin θ. Etenee reaaliajassa.