Bereken meganiese voordeel vir hefbome en ratte deur eenvoudige verhoudings te gebruik, stel ratstelsels grafies voor, en breek 'n fietsratstelsel af in 'n stelseldiagram.
Elke hefboom het drie sleutelpunte: die draaipunt (F, die spilpunt), die las (L, die weerstand wat oorkom word) en die inspanning (E, die krag wat jy toepas). Watter een van die drie in die middel sit, bepaal die hefboom se klas — en dit bepaal weer watter meganiese voordeel dit jou kan gee.
| Klas | Volgorde langs die hefboom | Voorbeeld | Meganiese voordeel |
|---|---|---|---|
| Eersteklas | Las — Draaipunt — Inspanning (draaipunt in die middel) | Wipplank, koevoet, los papierskêr | Kan >1, =1 of <1 wees, afhangende van armlengtes |
| Tweedeklas | Draaipunt — Las — Inspanning (las in die middel) | Kruiwa, neutkraker, kantoorponsmasjien | Altyd > 1 — die lasarm is altyd korter as die inspanningsarm |
| Derdeklas | Draaipunt — Inspanning — Las (inspanning in die middel) | Pinset, visstok, ligte-diens nietmasjien | Altyd < 1 — ruil krag in vir ekstra spoed/afstand aan die laskant |
Meganiese voordeel (MA) vergelyk die las wat 'n masjien lig of beweeg met die inspanning wat jy insit. Vir hefbome bereken ons MA met eenvoudige verhoudings — NIE deur "momente om 'n punt te neem" nie (daardie metode kom later, in hoër grade). Op Graad 8-vlak, gebruik hierdie twee gelykwaardige verhoudingsmetodes:
Die inspanningsarm is die afstand vanaf die draaipunt na waar jy jou inspanningskrag toepas. Die lasarm is die afstand vanaf die draaipunt na die las. Hoe langer die inspanningsarm in vergelyking met die lasarm is, hoe groter is die meganiese voordeel.
| Hefboomvoorbeeld | Klas | Meganiese voordeel |
|---|---|---|
| Papierskêr (gelyke lem & handvatsel) | Eersteklas | MA = 1 (geen voordeel nie) |
| Snoeiskêr (lang handvatsel, kort lem) | Eersteklas | MA > 1 |
| Kantoorponsmasjien / swaar-diens nietmasjien | Tweedeklas | MA > 1 (altyd) |
| Ligte-diens nietmasjien / pinset | Derdeklas | MA < 1 (gee nooit voordeel nie) |
Vir ratte bereken ons MA met die verhouding van tande of die verhouding van ratwiel-deursnitte, in plaas van las- en inspanningsarms:
Die snelheidsverhouding (VR) werk andersom — dit vertel jou hoeveel keer die dryfrat moet draai om die gedrewe rat een keer te laat draai:
Ratstelsels word geteken met sirkels (vir die kampsirkel van elke rat) wat met 'n passer of sirkelsjablone geteken word, en proporsioneel tot die aantal tande gegroot word. Wanneer jy ratstelsels skets, moet jy kan wys:
Enige meganiese stelsel kan ontleed word deur dit in drie dele op te breek: wat IN gaan, wat tydens die PROSES gebeur, en wat UIT kom.
'n Fiets se ratstelsel is 'n klassieke werklike-wêreld rattrein, en CAPS gebruik spesifieke terminologie daarvoor:
| Term | Betekenis in 'n fiets |
|---|---|
| Meester / dryfrat | Die kettingwiel (aan die pedale geheg) — die deel waarin jy inspanning insit. |
| Slaaf / gedrewe | Die agterste ratjie (aan die agterwiel geheg) — die deel wat die afvoer lewer. |
| Kettingwiel | Die groot voorste rat wat direk deur die pedaalarms gedraai word. |
| Ratjies (kettingratte) | Die kleiner ratte by die agterwiel, van verskillende groottes vir verskillende ratverhoudings. |
'n Groot kettingwiel gepaard met 'n klein agterste ratjie gee 'n hoë snelheidsverhouding — die agterwiel draai baie kere per pedaaldraai, ideaal vir spoed op plat paaie. 'n Klein kettingwiel gepaard met 'n groot agterste ratjie gee sterk meganiese voordeel maar 'n lae afvoerspoed, ideaal om teen 'n bult op te ry.
Wissel tussen 'n hefboom en 'n ratstelsel, voer jou eie waardes in, en sien die meganiese voordeel intyds bereken word met 'n passende diagram.