Een hendel is een eenvoudige machine, een door de mens gebouwd apparaat om te winnen door middel van een kracht, een motor genaamd, een andere kracht die een resistieve kracht wordt genoemd.
Het doel van de primordiale hefbomen was om de menselijke kracht te versterken, waardoor het mogelijk was om banen te vervullen die niet toegestaan waren door het eenvoudige gebruik van de spierkracht.
De hefbomen gehoorzamen een vrij eenvoudig fysisch principe:
het systeem is in evenwicht als het resultaat van de momenten van de twee krachten nul is.
In de fysica wordt het moment van een kracht ten opzichte van een centrum uitgedrukt door een modulevector die gelijk is aan het product van de intensiteit van de kracht voor de lengte van zijn arm (afstand van de actielijn van de kracht van het draaipunt).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Als het resultaat van de momenten nul moet zijn (zodat het systeem in evenwicht is), dan:
M FORCE IN ENTRY = M FORCE OUTPUT
F xb = F 'x b'
Of de relatie uitdrukken in andere termen die we kunnen zeggen:
F: F '= b': b
Daarom moet de verhouding tussen de krachten gelijk zijn aan de omgekeerde relatie tussen de armen.
Als b 10 keer groter is dan b '(b = 10b'), zodat het systeem in evenwicht blijft, moet F 10 keer kleiner zijn (F = 1 / 10F ').
We hebben daarom een voordelige hefboom gecreëerd: stel je voor dat de kracht F 'wordt weergegeven door de gewichtskracht van een kei van 100 kg, om hem op te tillen, moet je eenvoudig een kracht F> 10 kg (> 1/10 van de gewichtskracht) uitoefenen:
Laten we nu de voordelige hefboom definiëren: een hefboom wordt als voordelig beschouwd wanneer in evenwichtsomstandigheden de drijvende kracht minder is dan de bestendige (net als in het zojuist beschreven geval).
Een hefboom kan echter ook nadelig zijn als de aandrijfkracht groter is dan de bestendige.
Eindelijk is een hendel neutraal of onverschillig wanneer de aandrijfkracht gelijk is aan de bestendige.
HENDEL VAN HET EERSTE TYPE:
een hendel is van het eerste type of eerste type als het draaipunt tussen de drijvende kracht en de weerstandskracht ligt. Op zijn beurt kan de hefboom van het eerste type voordelig zijn als de aandrijfkracht verder weg is van het draaipunt van de weerstandskracht of, in het tegenovergestelde geval, nadelig.
Het zijn hendels van het eerste type, de koevoet, de schaar, de tang, enz.
TWEEDE TYPE HENDEL:
een hendel is naar verluidt van het tweede type of tweede type als het steunpunt zich aan dezelfde zijde van de drijvende kracht bevindt en tegen de weerstandskracht, terwijl het tegelijkertijd nodig is dat de drijfkracht meer van het steunpunt verwijderd is dan de weerstandskracht. Er kan daarom worden afgeleid dat hendels van de tweede orde altijd voordelig zijn.
De kruiwagen is het tweede type notenkraker de flesopener.
DERDE TYPEHENDEL:
een hendel is van het derde type of van de derde soort als het steunpunt zich aan dezelfde zijde van de drijvende kracht en de weerstand bevindt, tegelijkertijd is het noodzakelijk dat de drijvende kracht dichter bij het draaipunt ligt dan de bestendige. Er kan daarom worden afgeleid dat hefbomen van de derde orde altijd nadelig zijn.
De remklauwen zijn het derde type hefboom.
Ook de spieren van ons lichaam, ingebracht op de botten, zijn vanuit het fysieke oogpunt van de hefbomen. De figuur toont de flexie van de onderarm door de biceps brachialis-spier.
Dit is een klassiek voorbeeld van een hefboom van het derde type, wat zoals we altijd zeiden altijd nadelig is. Omdat de hefboomarm korter is, moet de door de bicepsenspier ontwikkelde kracht veel groter zijn dan de gewichtskracht van de bal die op de hand wordt gehouden. Dit type hefboom maakt echter een grote amplitude en snelheid van beweging mogelijk.
In de natuurkunde spreken we in feite van een statisch voordeel en een dynamisch voordeel. Er is een statisch voordeel: wanneer u een kleinere drijvende kracht gebruikt, kunt u een grotere weerstandskracht winnen (voordelige hendel), maar in dit geval zijn de snelheid en de amplitude van de beweging klein, dus er is een dynamisch nadeel.
Automatisch maakt een statisch nadeel (nadelige hefboom) een grotere snelheid en amplitude van beweging mogelijk, dat wil zeggen een dynamisch voordeel.
STATISCH VOORDEEL = DYNAMISCH NADEEL
STATISCHE NADEEL = DYNAMISCH VOORDEEL
Plantaire flexie van de voet met verlengde onderste ledematen is een voorbeeld van een tweede-orde hefboom.
Weerstand (gewicht) en kracht (spier) bevinden zich aan dezelfde kant ten opzichte van het draaipunt, de aandrijfkracht is verder verwijderd en daarom is de hefboom voordelig. De zeer achterwaartse invoeging van de triceps-sural vergemakkelijkt daarom de beweging.
Het hele bewegingsapparaat is gebaseerd op een hefboomsysteem. Daarom, wanneer er beweging is, wordt een hendel geproduceerd die van het eerste, tweede of derde type kan zijn. In het menselijk lichaam zijn de meest voorkomende hefbomen die van het eerste en derde type, terwijl de voordelige hefbomen van de derde orde zeer zeldzaam zijn.
Het menselijk lichaam gebruikt echter enkele elementen die de werking van de spieren kunnen vergemakkelijken. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de patella die, door de tractie kracht van de quadriceps aan de voorkant te verplaatsen, hun effectiviteit verhoogt.
