מנוף (מכניקה)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
בגלל עקרון שוויון מומנטים, גוף קל (המפעיל כוח קטן) יכול לאזן גוף כבד ממנו, אם מרחקו מנקודת הסמך גדול יותר, ביחס הפוך ליחס משקלי הגופים
"תנו לי נקודת אחיזה ואוכל להזיז את העולם" (ארכימדס)

במכניקה, מנוף הוא גוף קשיח שאורכו מקל על הפעלת כוח על עצם, באמצעות הגדלת המומנט. המנוף הוא אחת מן המכונות הפשוטות הקלאסיות, ומסייע לבצע עבודה, דרך הקטנת הכוח הנדרש, על חשבון הארכת ההעתק שהכוח פועל לאורכו - שהוא עיקרון היתרון המכני.

הראשון שחקר באופן יסודי את תורת המנופים ומכונות פשוטות היה כנראה הפילוסוף והמדען היווני ארכימדס. ארכימדס הגדיר את המושג מומנט כוח, שעומד בבסיסם של מנופים פשוטים. מומנט הוא הכוח הגורם לסיבוב והוא שווה למכפלת הכוח המופעל במרחק שלו מציר הסיבוב (נקודת הסמך). כך למשל, כאשר שני ילדים שמשקלם זהה יושבים על נדנדה במרחקים שונים מנקודת הסמך שלה, הנדנדה תיטה לכיוון הילד היושב רחוק יותר מהציר, כיוון שהוא מפעיל מומנט גדול יותר. לעיקרון זה שימושים רבים בחיי היומיום, לדוגמה, בעת שימוש באת חפירה קל יותר להפעיל כוח על חלקו של האת המרוחק מהאדמה.

האנרגיה שיש להשקיע כשמסתייעים במנוף זהה לעבודה בלעדיו, אך לעתים קל יותר להפעיל כוח קטן יותר לאורך מרחק גדול יותר. מתוך דמיון משולשים ניתן לראות כי המרחק גדל בדיוק במידה שהכוח קטן, לכן העבודה (מכפלת הכוח במרחק) נשארת קבועה. עקרון חלוקת הכוח ניתן ליישום גם בסוגים נוספים של מנופים, כגון מנופים המבוססים על גלגלת, על ברגים ועל גלגלי שיניים, כמו שנעשה בתיבות הילוכים. עיקרון זה כנראה עומד מאחורי הציטוט המפורסם ביותר של ארכימדס: "תנו לי נקודת משען ואוכל להזיז את העולם". משמעות האמרה היא שבהינתן מוט קשיח וארוך מספיק ניתן להזיז את כדור הארץ כולו גם בהפעלת כוח קטן מאוד, כל עוד מתרחקים מספיק מנקודת הסמך.

סוגי מנופים[עריכת קוד מקור | עריכה]

סוגי מנופים: מבחינים בשלוש טיפוסי מנופים:

  1. במנוף מהסוג הראשון נקודת הסמך נמצאת בין נקודת הפעלת הכוח לבין המשא (ההתנגדות). דוגמאות: מספריים, מאזניים
  2. במנוף מהסוג השני העצם עליו מופעל הכוח נמצא בין נקודת הפעלת הכח לנקודת הסמך. דוגמאות למנוף מסוג זה: מפצח אגוזים, מריצה. מנוף מסוג זה מאפשר הפעלת מירב הכח על ההתנגדות.
  3. במנוף מהסוג השלישי הכוח מופעל בין נקודת המשען לבין המשא. במנוף מסוג זה זרוע הכח קצרה מזרוע המשא כל שיש להשקיע כח רב יותר מאשר בפעולה ללא מנוף. משתמשים במנוף מסוג זה כדי רוצים לקבל פעולה לאורך דרך ארוכה יותר, דוגמה למנוף מסוג זה הוא מלקטת. באופן זה מחוברים שרירי הגפיים כך שמתקבל טווח תנועה גדול למרות שמידת ההתכווצות של השריר מוגבלת.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

P physics.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.