쐐기
Wedge | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다.– · · 책· · (2021년 3월 (이를 |
쐐기는 삼각형 모양의 도구로 휴대용 경사면이며, 6개의 간단한 기계 중 하나이다.그것은 물체의 두 물체나 일부를 분리하거나, 물체를 들어올리거나, 물체를 제자리에 고정하는 데 사용될 수 있다.무딘 끝에 가해지는 힘을 경사면에 수직(정상)으로 변환하여 기능한다.쐐기의 기계적 이점은 쐐기의 너비에 대한 경사 길이 비율에 의해 주어진다.[1][2]각도가 넓은 짧은 쐐기는 일을 더 빨리 할 수 있지만, 좁은 쐐기보다는 힘이 더 많이 필요하다.
그 힘은 평평하고 넓은 표면에 가해진다.이 에너지는 쐐기의 뾰족하고 날카로운 끝부분으로 전달되므로 힘은 이동된다.
쐐기는 단순히 에너지를 전달하고 뾰족한 끝부분까지 수집하여 결과적으로 품목을 파괴한다.이렇게 하면 얇은 부위에 많은 압력이 가해진다.
역사
웨지는 수천 년 동안 존재해왔다.그것들은 처음에는 단순한 돌로 만들어졌다.아마도 쐐기의 첫 번째 예는 손도끼(이피스와 올로르게세일리 참조)인데, 이것은 일반적으로 부싯돌인 돌을 깍아서 이피적 가장자리, 즉 쐐기를 만들어 내는 것이다.쐐기는 공구의 횡방향 힘과 움직임을 공작물의 횡방향 분할력과 이동으로 변환하는 간단한 기계다.사용 가능한 힘은 도구를 사용하는 사람의 노력에 의해 제한되지만 힘은 힘과 움직임의 산물이기 때문에 쐐기는 움직임을 줄여 힘을 증폭시킨다.이 증폭 또는 기계적 장점은 입력 속도와 출력 속도의 비율이다.쐐기의 경우 이것은 1/tanα로 주어지며, 여기서 α는 팁 각이다.쐐기의 면은 직선으로 모델링하여 슬라이딩 또는 프리즘 관절을 형성한다.
쐐기의 기원은 알려지지 않았다.고대 이집트 채석장에서는 청동 쐐기를 사용하여 건축에 사용된 돌덩어리를 떼어냈다.물에 흠뻑 젖은 후 부풀어 오른 나무 쐐기들도 사용되었다.아메리카 대륙의 일부 원주민들은 카누, 주거지, 그리고 다른 물건들을 만들기 위해 나무를 쪼개고 작업하는 데 뿔뿔이 쐐기를 사용했다.
쐐기 사용
쐐기는 무거운 물체를 들어올리는 데 사용되며, 무거운 물체가 쉬는 표면에서 분리된다.[3]
쐐기로 들어올릴 블록을 고려하십시오.쐐기가 블록 아래로 미끄러지면서 블록은 쐐기의 경사면을 미끄러져 올라간다.이렇게 하면 블록의 무게B F가 상승한다.블록을 들어올리는 데 필요한 수평력 F는A 쐐기 v의A 속도와 블록 v의B 속도를 고려하여 얻는다. 만약 쐐기가 에너지를 분산시키거나 저장하지 않는다고 가정한다면, 쐐기 안의 동력은 출력 아웃과 같다.
또는
블록의 속도는 쐐기 옆면의 경사면에 의한 쐐기 속도와 관련이 있다.쐐기 각도가 α일 경우
그 말은 기계적인 이점이
따라서 각 α가 작을수록 웨지에 가해진 힘에 대한 리프팅 힘의 비율이 커진다.이것이 쐐기의 기계적 장점이다.기계적 이점을 위한 이 공식은 리프팅뿐만 아니라 절단 가장자리 및 분할 작업에도 적용된다.
그것들은 또한 잘린 돌덩어리 같은 물체를 분리하는데 사용될 수 있다.갈기갈기 갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기갈기물체 사이의 거리를 미세하게 조정하는 데 사용되는 비교적 긴 테이퍼로 좁은 쐐기를 심이라고 하며, 목공에서 흔히 사용된다.
포크나 못의 끝은 또한 쐐기로 되어 있는데, 그것들은 그들이 밀리거나 움직이는 물질로 쪼개지고 분리되기 때문이다; 그러면 그 축은 마찰로 인해 빠르게 고정될 수 있다.
블레이드 및 웨지
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칼날은 복합 경사면이며, 한 가장자리에서 평면이 만나도록 배치된 두 개의 경사면으로 구성되어 있다.두 평면이 만나는 가장자리가 고체 또는 유체 물질로 밀리면, 그것은 물질에 가해지는 힘을 칼날의 면에 정상적인 두 개의 반대방향 힘으로 전달함으로써 분리되는 물질의 저항을 극복한다.
칼날은 인간이 처음 사용한 것으로 알려진 부싯돌의 날카로운 가장자리로, 예를 들어 고기를 자르는 것과 같은 동물 조직을 갈라놓거나 쪼개기 위해 사용되었다.철이나 다른 금속의 사용은 그러한 종류의 작업에 대한 칼의 개발로 이어졌다.칼날은 인간이 고기와 섬유, 그리고 다른 식물과 동물 재료를 손으로 간단히 잡아당겨 뜯어내는 것보다 훨씬 적은 힘으로 자를 수 있게 했다.다른 예로는 흙 입자를 분리하는 쟁기, 직물을 분리하는 가위, 나무 섬유를 분리하는 축, 나무를 분리하는 끌과 평면이 있다.
쐐기, 톱, 끌은 목재, 단단한 돌, 단단한 금속과 같은 두껍고 단단한 물질을 분리할 수 있으며, 분쇄되는 물질의 넓은 영역에 동일한 힘을 가하는 압착보다 훨씬 적은 힘, 재료의 낭비, 그리고 더 정밀하게 한다.
웨지의 다른 예는 고형물에 원형 구멍을 내는 드릴 비트에서 발견된다.드릴 비트의 두 가장자리는 반대 각도에서 한 점으로 날카롭게 하고 그 가장자리는 드릴 비트의 샤프트 주위로 감겨진다.드릴 비트가 회전 축에서 회전할 때 웨지는 분리될 재료로 강제 투입된다.자재의 절단 결과는 드릴 비트의 회전 방향에 있으며, 비트의 나선형 모양은 자른 자재를 제거할 수 있다.
개체를 더 빨리 고정하는 예
웨지는 엔진 부품(포핏 밸브), 자전거 부품(스템 및 편심형 하단 브래킷), 도어와 같은 물체를 제자리에 고정하는 데도 사용할 수 있다.쐐기형 도어 스톱(도어 쐐기)은 주로 도어 바닥과 쐐기, 바닥(또는 다른 표면) 사이에 발생하는 마찰로 기능한다.
기계적 장점
쐐기의 기계적 장점 또는 MA는 쐐기 높이를 쐐기 너비로 나누어 계산할 수 있다.[1]
쐐기의 각도가 급격하거나 좁을수록 넓이에 대한 기울기 길이의 비율이 커지기 때문에 기계적 이점이 더 커지게 된다.[2]
쐐기 포함 각도가 쐐기와 재료 사이의 마찰 계수의 아크탄젠트보다 작을 때 쐐기가 결합된다.따라서 나무와 같은 탄성 물질에서는 마찰이 넓은 쐐기보다 좁은 쐐기를 더 쉽게 묶을 수 있다.갈라지는 마울의 머리가 도끼의 머리보다 훨씬 넓은 각도를 갖는 것도 이 때문이다.
참고 항목
참조
 | 위키미디어 커먼즈에는 웨지 관련 미디어가 있다. |
- ^ a b Bowser, Edward Albert (1920), An elementary treatise on analytic mechanics: with numerous examples (25th ed.), D. Van Nostrand Company, pp. 202–203.
- ^ a b McGraw-Hill 간결한 과학기술 백과사전, Third Ed, Sybil P. P. Parker, Ed, McGraw-Hill, Inc., 1992, 페이지 2041.
- ^ J. M. 매카시와 Leo Joskowitz, "키네마틱 합성", 형식 엔지니어링 설계 합성, (J. Cagan and E)앤턴, 에드스), 케임브리지 유니브2002년 언론.
