דלג לתוכן
In English
A rigid bar pivoting on a fulcrum that multiplies force or motion by the ratio of its arms.
הסבר
עקרון המנוף: כוח × זרוע = עומס × זרוע. זה הבסיס לידיות, לצבתות, לדוושות ולמנגנונים רבים. התמורה בכוח באה תמיד על חשבון המהלך.
מה זה אומר בפועל
ידית באורך 300 מ"מ שמפעילה מוט במרחק 30 מ"מ מנקודת המשען מגדילה את הכוח פי 10: כוח של 50 ניוטון ביד הופך ל-500 ניוטון על המוט, אבל המוט זז רק עשירית מהמהלך של היד. אותו עיקרון עובד הפוך כשרוצים להגדיל מהלך, למשל בוכנה קצרה שמזיזה קצה של זרוע ארוכה. בכל מנוף בודקים את הכוח בנקודת המשען ואת הכפיפה של המוט עצמו.
למה זה חשוב
- דרך פשוטה וזולה להגדיל כוח של יד, קפיץ או בוכנה.
- מאפשר להגדיל מהלך או לשנות את כיוון הכוח.
- הבסיס לחישוב כוחות בכל מנגנון עם זרועות ומפרקים.
בעיות נפוצות ופתרונות
- הזנחת הכוח בציר המשען: כשהמשען נמצא בין שני הכוחות, הכוח עליו הוא סכום הכוחות ולא ההפרש ביניהם → בוחרים פין ותותב לפי הכוח המלא.
- זרוע שמתכופפת מאבדת מהלך ודיוק → בודקים שקיעה ולא רק מאמץ.
- כשהכוח לא ניצב לזרוע, הזרוע האפקטיבית משתנה לאורך התנועה → מחשבים את היחס בכל זווית ולא רק בנקודה אחת.
- כוח ידני גבוה מדי להפעלה חוזרת → מגבילים את כוח ההפעלה לפי הנחיות ארגונומיה.
איפה משתמשים
- ידיות הפעלה ודוושות
- צבתות, מספריים ומפתחות
- תפסנים ומנגנוני הידוק
- מכבשים ידניים
- זרועות שמופעלות על ידי בוכנה
נוסחאות ונתונים הנדסיים
F1 · a = F2 · bs2 = s1 · b / aR = F1 + F2| F1 | הכוח המופעל | N |
| F2 | העומס | N |
| a | זרוע הכוח המופעל | mm |
| b | זרוע העומס | mm |
| s1, s2 | מהלך הידית ומהלך העומס | mm |
| R | כוח התגובה במשען | N |
דוגמה: ידית עם זרוע של 400 mm וזרוע עומס של 80 mm: כוח של 150 N יוצר F2 = 150 · 400 / 80 = 750 N. מהלך של 50 mm בידית מזיז את העומס רק 10 mm, והמשען נושא 900 N.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
