.
Рис. 2.32.Система рычага первого рода:
>УП — усилие, действующее на расстоянии ПУ (плечо усилия) от оси; R — сопротивление, действующее на расстоянии ПС (плечо сопротивления) от оси
Сила B называется усилием (У). Она определяется как сила, вызывающая вращение рычага. Сила A обозначается как сила сопротивления (R). Сила сопротивления — это сила, которая препятствует вращению рычага (действует в направлении, противоположном вращению). Понятно, что это предполагает, что вращение рычага вызывается человеком B, т. е. качели идут вниз со стороны человека B. Если качели находятся в равновесии, то выбор силы, которую обозначают как усилие, и которую обозначают как сопротивление, может быть произвольным. Если равновесия нет (рычаг вращается), то вращение рычага всегда происходит в направлении действия усилия, или если формулировать точнее, усилие — это сила, осуществляющая тягу в направлении движения.
Плечо рычага (ПР) в системе параллельных сил — это расстояние от оси до точки приложения силы к рычагу. Термин «плечо рычага» используется в этой книге для того, чтобы описать, насколько далеко от оси действует сила; к собственно длине рычага он отношения не имеет. Под плечом усилия (ПУ) подразумевается расстояние от места приложения усилия до оси. Аналогичным образом, плечо сопротивления (ПС) — это расстояние от точки приложения силы сопротивления до оси (см. рис. 2.32). В рычаге первого рода ПУ может быть больше, меньше, или равно ПС (рис. 2.33), поскольку ось может находиться в любом месте между усилием и сопротивлением, при этом классификация рычага не изменяется.
Рис. 2.33. В системе рычага первого рода ПУ может быть:
>а — больше, чем RA; b — меньше ПС; c — равно ПС
В теле человека довольно немного рычагов первого рода. На рис. 2.34 показаны две параллельные силы, действующие на рычаг предплечья: первая — это сила, с которой трицепс действует на локтевой отросток и вызывает ротацию по часовой стрелке, а вторая — это равнодействующая внешняя сила, толкающая предплечье вверх, против часовой стрелки.
Рис. 2.34.Рычаг первого рода в теле человека. Сила трехглавой мышцы плеча, действующая на локтевой отросток локтевой кости, и внешняя сила, действующая на локтевую кость, разделены осью (А)
Это является рычагом первого рода, независимо от того, какую из сил мы будем обозначать как усилие, а какую — как сопротивление, потому что ось находится между двумя силами. Если предплечье разгибается, то трехглавая мышца плеча будет оказывать усилие. Если внешняя сила преодолевает силу трицепса, и предплечье сгибается, то усилие будет оказывать внешняя сила.