Páka je jednoduchý stroj, přístroj postavený člověkem vyhrát pomocí síly, volal motor, další síla volala odporný.
Účelem prvotních pák bylo zesílit lidskou sílu umožňující vykonávat práce, které nejsou povoleny jednoduchým použitím svalové síly.
Páky poslouchají poměrně jednoduchý fyzikální princip:
systém je v rovnováze, jestliže výsledek momentů obou sil je nula.
Ve fyzice je moment síly vzhledem k středu vyjádřen vektorem modulu rovným součinu intenzity síly pro délku jeho ramene (vzdálenost linie působení síly od bodu otáčení).
M OMENTO = F ORZA xb raccio
Jestliže výsledek momentů musí být nulový (takže systém je v rovnováze), pak:
M N Í VSTUP = VSTUP VÝSTUPU
F xb = F 'x b'
Nebo vyjádření vztahu jinými slovy můžeme říci:
F: F '= b': b
Proto musí být poměr mezi silami roven inverznímu vztahu mezi rameny.
Jestliže b je 10 krát větší než b '(b = 10b') tak, aby systém zůstal v rovnováze, F musí být desetkrát menší (F = 1 / 10F ').
Proto jsme vytvořili výhodnou páku: představte si, že síla F 'je reprezentována váhovou silou balvanu o hmotnosti 100 kg, pro jeho zvedání budete muset jednoduše aplikovat sílu F> 10 kg (> 1/10 hmotnostní síly):
Pojďme nyní definovat výhodnou páku: páka je považována za výhodnou, když v rovnovážných podmínkách je hnací síla menší než odporová (stejně jako v právě popsaném případě).
Páka však může být také nevýhodná, jestliže je hnací síla větší než odporová.
Nakonec je páka neutrální nebo lhostejná, když je hnací síla rovná odporu.
PÁKA PRVNÍHO TYPU:
páka je prvního typu nebo prvního typu, pokud je bod otáčení mezi hnací silou a odporovou silou. Páka prvního typu může být zase výhodná, pokud je hnací síla dále od otočného bodu odporové síly nebo v opačném případě nevýhodné.
Jsou to páky prvního typu, páčidlo, nůžky, kleště atd.
DRUHÝ DRUH TYPU:
páka je označena jako páka druhého typu nebo druhého druhu, pokud je bod otáčení na stejné straně hnací síly a odporové síly, přičemž je zároveň nutné, aby hnací síla byla vzdálenější než bod otáčení. Lze tedy odvodit, že páky druhého řádu jsou vždy výhodné.
Kolečko je druhým typem louskáku otvíráku na láhve.
TŘETÍ DRUH TYPU:
páka je třetího typu nebo třetího druhu, pokud je otočná osa na stejné straně hnací síly a odporové síly, přičemž je zároveň nutné, aby hnací síla byla blíže k otočnému bodu než odporová. Lze tedy odvodit, že páky třetího řádu jsou vždy nevýhodné.
Třmeny jsou třetím typem páky.
Také svaly našeho těla, vložené do kostí, jsou z fyzického hlediska páky. Obrázek ukazuje ohyb předloktí svalem biceps brachialis.
Jedná se o klasický příklad páky třetího typu, což je, jak jsme řekli, vždy nevýhodné. Jelikož rameno páky je kratší, musí být síla vyvinutá svalem bicepsu mnohem větší než síla, kterou míč drží na ruce. Tento typ páky však umožňuje velkou amplitudu a rychlost pohybu.
Ve fyzice hovoříme o statické výhodě a dynamické výhodě. Tam je statická výhoda, když používat menší hnací sílu vy můžete vyhrát větší odolnou sílu (výhodná páka), ale v tomto případě rychlost a amplituda pohybu jsou malé, tak tam je dynamická nevýhoda.
Automaticky statická nevýhoda (nevýhodná páka) umožňuje větší rychlost a amplitudu pohybu, tj. Dynamickou výhodu.
STATICKÁ VÝHODA = DYNAMICKÁ DISADVANTAGE
STATICKÁ DISADVANTAGE = DYNAMICKÁ VÝHODA
Příkladem páky druhého řádu je plantární ohyb nohy s prodlouženými dolními končetinami.
Odpor (váha) a síla (sval) jsou na stejné straně s ohledem na bod otáčení, hnací síla je vzdálenější, a proto je páka výhodná. Velmi zádové zasunutí tricepsu sural tedy usnadňuje pohyb.
Celý pohybový aparát je založen na systému pák. Proto je vždy, když se pohybuje, vyrobena páka, která může být prvního, druhého nebo třetího typu. V lidském těle jsou nejčastější páky prvního a třetího typu, zatímco výhodné páky třetího řádu jsou velmi vzácné.
Lidské tělo však používá některé prvky, které mohou usnadnit činnost svalů. Tak je tomu například v případě patelly, která tím, že přesouvá quadricepsovou trakční sílu, zvyšuje jejich účinnost.
