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Als Archimedes sagte: "Gib mir einen Platz zum Stehen und mit einem Hebel werde ich die ganze Welt bewegen", war es wahrscheinlich, dass er ein bisschen kreative Übertreibung benutzte, um einen Punkt zu machen. Tatsache ist, dass Hebel es einem einzelnen Mann ermöglichen, die Arbeit vieler zu erledigen, und dieser Vorteil hat die Welt verändert. Der erstklassige Hebel ist die erste von drei Klassen und bietet sowohl konzeptionell als auch mechanisch viele Vorteile.
Was ist ein erstklassiger Hebel?
Ein erstklassiger Hebel ist eine einfache Maschine, die eine Last über einen Drehpunkt anhebt, der als Drehpunkt bezeichnet wird. Es unterscheidet sich von allen anderen Hebelklassen dadurch, dass der Drehpunkt zwischen der Last und der Kraft besteht, die sie anhebt. Ein Wippen ist ein hervorragendes Beispiel für einen erstklassigen Hebel, da er die Funktionsweise des Hebels demonstriert und ein Kultbild aus der Kindheit ist. Erstklassige Hebel gibt es an vielen üblichen Stellen, zum Beispiel einzeln in Motorkolben oder paarweise in Scheren und Zangen.
Konzeptioneller Vorteil
Erstklassige Hebel sind die am einfachsten zu konzipierenden Hebel, da das Design und die Hebelwirkung so einfach sind, dass sie funktionieren können. Kinder auf der ganzen Welt sind mit dem Schaukeln vertraut und haben ungewollt erstklassige Hebel geschaffen, indem sie einen Bleistift unter ein Lineal legen. Mit zunehmender Karriere wird auch der Dolly oder Handwagen, der für viele Jobs benötigt wird, mit dem erstklassigen Hebel bedient. Durch einfache Belichtung können die meisten Menschen den erstklassigen Hebel leichter als die anderen Typen visualisieren und verstehen.
Mechanischer Vorteil
Mathematisch gesehen bieten Hebel einen mechanischen Vorteil, der es einer kleinen Kraft ermöglicht, ein großes Gewicht zu bewegen. Wir können diesen Vorteil durch das folgende einfache Verhältnis berechnen: Der mechanische Vorteil entspricht der Länge des Kraftarms geteilt durch den Widerstandsarm (oder Lastarm). Da sich die Kraft- und Lastarme normalerweise in derselben Ebene befinden (und häufig einen gemeinsamen Körper haben), können wir diesen mechanischen Vorteil leicht berechnen, um festzustellen, wie viel die Hebekraft multipliziert wird.
Praktischer Vorteil
Erstklassige Hebel haben einen erheblichen praktischen Vorteil gegenüber den anderen Hebeltypen. Sie wandeln eine nach unten gerichtete Kraft in eine Hubkraft um. Dies bedeutet, dass Sie Ihre Fähigkeit, eine Last über einen Hebel mit Wippfunktion zu heben, jederzeit durch einfaches Ausüben der Schwerkraft steigern können. Kurz gesagt, der Kraftaufwand zum Anheben Ihrer Last kann minimiert werden, indem Sie einfach auf dem Ende des Hebels sitzen oder stehen. Dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber den anderen Hebeltypen, bei denen der Kraftaufwand zum Anheben einer Last ebenfalls nach oben gehen muss.