Hefbome: die basiese beginsels
Hoe 'n mens speel-speel
'n renoster kan optel!
Y sal op sy eie die hele aarde kan verskuif, as jy hom net 'n plek in die ruimte gee waarop hy 'n hefboom kan laat rus. Só sou die ou Griekse geleerde Archimedes (REGS) reeds omstreeks 250 vC gesê het.
Archimedes het hierdie aanspraak seker maar so half skertsend gemaak. Maar as die geniale ontdekker van die beginsel van die hefboom (en heelparty ander dinge boonop) het hy darem nie heeltemal met 'n wolhaarstorie te koop geloop nie.
Wat meer sê, die wette van die hefboom wat Archimedes bestudeer het, word vandag steeds deur wetenskaplikes in die meganika toegepas.
In der waarheid sal jy self, as jy die nodige toerusting daarvoor het, maklik 'n olifant of 'n renoster se gewig kan optel soos op ons geanimeerde illustrasie HIERONDER. As jy 'n kort hefboompie het, sal jy geen hond (of renoster) haar-af kan maak nie. Maar kyk wat gebeur as jy die hefboom genoeg na die een kant toe verleng!
Renoster, mannetjie en paal nie volgens skaal nie
As 'n mens die woord hefboom noem, dink jy miskien dadelik aan iets soos 'n koevoet. Tog is 'n koevoet hoegenaamd nie die enigste soort hefboom wat in ons wêreld bestaan nie. Trouens, wipplanke, kruiwaens, neutekrakers, hamers, rakette, skêre, balanseerskale en duisende ander alledaagse gebruiksartikels is hefbome of kombinasies van hefbome. Selfs jou arms, bene, hande, voete en ander liggaamsdele is hefbome.
'n Hefboom is 'n rigiede (onbuigbare) staaf waarmee ons groot gewigte met, in verhouding, klein kragte kan optel, solank ons net 'n vaste steunpunt by 'n bepaalde plek het waar die staaf vrylik kan beweeg. Die steunpunt word ook die spilkom of draaipunt genoem.
Ander dele van die hefboom is die kragarm en die lasarm.
Die kragarm is die deel van die hefboom waarop krag, of drukking, uitgeoefen word. Die lasarm is die deel wat teen 'n gewig of ander vorm van weerstand beweeg (kyk illustrasie HIERONDER).
'n Hefboom is in ewewig wanneer die produk van die krag en die lengte van die kragarm gelyk is aan die produk van die las en die lengte van die lasarm (krag x kragarm = las x lasarm).
Die vereiste krag word kleiner namate die kragarm langer, en die lasarm korter word. As die steunpunt só geleë is dat die lasarm 1 meter en die kragarm 3 meter lank is, word 'n krag van 10 kilogram benodig om 'n las van 30 kilogram in ewewig te hou. Lê die steunpunt presies in die middel van die hefboom, dan moet die krag net so groot wees soos die las. Só 'n hefboom noem 'n mens gelykarmig.
'n Hefboom is 'n eenvoudige masjien. Ander eenvoudige masjiene is toestelle soos katrolle, hellende vlakke, wiele en asse, wat 'n mens 'n hefvoordeel bied in die uitvoering van die een of ander taak. 'n Hefvoordeel is waar 'n mens 'n mindere krag oor 'n groot afstand aanwend ten einde 'n groot krag oor 'n mindere afstand te verkry.
Eintlik is daar drie verskillende soorte hefbome, afhangende van hoe die krag, las en steunpunt teenoor mekaar geleë is.
1) Hefbome van die eerste klas of orde
BY 'n hefboom van die eerste klas lê die steunpunt tussen die las en die krag. 'n Goeie alledaagse voorbeeld van 'n hefboom in hierdie klas is 'n skêr.
2) Hefbome van die tweede klas of orde
BY hierdie soort hefboom is die steunpunt en krag aan weerskante, met die las iewers tussenin. 'n Kruiwa is hiervan 'n goeie voorbeeld.
3) Hefbome van die derde klas of orde
HIER is die las en steunpunt aan weerskante en die krag êrens tussen die twee. 'n Graaf waarmee jy grond opskep, is 'n goeie alledaagse voorbeeld van hefbome in die derde klas.