Obcęgi jest to układ dwóch dźwigni dwustronnych. Stosunek ramion układu a=10, układu b=5. Działając siłą 200N w przypadku a uzyskamy nacisk na drut 2000N, w przypadku b tylko 1000N. Czyli łatwiej jest przeciąć drut obcęgami z rysunku a Liczę na naj:)
a) Dane: F1=200 N (siła na końcu rękojeści) r1=10 cm=0,1 m (dłuższe ramię obcęgów (rękojeść) r2=1 cm=0,01 m (ramię od przegubu do miejsca cięcia drutu) Szukane: F2=? Rozwiązanie: Obcęgi są dźwignią dwustronną, zatem równanie równowagi przyjmie postać: F1*r1-F2*r2=0 Po przekształceniu wzoru: F2=[latex] frac{F1*r1}{r2} [/latex] Podstawiamy do wzoru na F2: F2=[latex] frac{200*0,1}{0,01} [/latex]=2000 N Wniosek: Siła tnąca drut będzie równa 2000 N. b) Dane: F1=200 N (siła na końcu rękojeści) r1=15 cm=0,15 m (dłuższe ramię obcęgów (rękojeść) r2=3 cm=0,03 m (ramię od przegubu do miejsca cięcia drutu) Szukane: F2=? Rozwiązanie: Obcęgi są dźwignią dwustronną, zatem równanie równowagi przyjmie postać: F1*r1-F2*r2=0 Po przekształceniu wzoru: F2=[latex] frac{F1*r1}{r2} [/latex] Podstawiamy do wzoru na F2: F2=[latex] frac{200*0,15}{0,03} [/latex]=1000 N Wniosek: Siła tnąca drut wynosi F2=1000 N Odpowiedź: Łatwiej jest przeciąć drut mniejszymi obcęgami (punkt a), ponieważ uzyskujemy tam znacznie większą siłę tnąca 2000 N. Intuicyjnie wybralibyśmy większe obcęgi z dłuższą rękojeścią, ale okazuje się, że siła tnąca jest tam 2 razy mniejsza i wynosi 1000 N. Łatwo jest ocenić które obcęgami łatwiej przeciąć drut poprzez porównanie stosunków długości rękojeści i długości za przegubem. Dla długich obcęgów ten stosunek wynosi [latex] frac{r1}{r2} [/latex]=[latex] frac{0,15}{0,03} [/latex]=5 dla krótkich [latex] frac{r1}{r2} [/latex]=[latex] frac{0,1}{0,01} [/latex]=10. Czyli im wyższy ten stosunek tym lepsze obcęgi (tym większa siła tnąca).
