Vipu

Vipu on tasapainossa, jos voimien momentit tukipisteen (eng. fulcrum) suhteen kumoavat toisensa.

Vipu tai vipuvarsi on yksinkertainen mekaaninen kone. Vipua käytetään, kun tarvitaan suurta voimaa. Vivun avulla voidaan pienellä voimalla ja suurella liikkeellä tuottaa suuri voima ja pieni liike periaatteella: "mikä matkassa hävitään se voimassa voitetaan."

Vipu pysyy tasapainossa, jos siihen kohdistuvien momenttien summa on nolla tukipisteen suhteen. Yksinkertainen vipu, jonka molempiin päihin vaikuttaa voima, on tasapainossa, jos

${F}_{1}D_{1}=F_{2}D_{2},$

missä $F$ on vipuun kohdistuva voima ja $D$ on vipuvarren pituus, eli voiman kohdistuspisteen ja tukipisteen välinen etäisyys. Tämä vipusääntö tunnettiin jo antiikin Kreikassa. Esimerkiksi Arkhimedes esittää geometrisen todistuksen sille teoksessaan Tasapainosta (kreik. Περὶ ἐπιπέδων ἱσορροπιῶν).

Metrin pituisella vipuvarrella ja kymmenen newtonin voimalla väännettäessä vipuun kohdistuu kymmenen newtonmetrin momentti tukipisteen suhteen. Säännön mukaan vastaava momentti voidaan tuottaa kymmenen metrin pituisella vipuvarrella ja yhden newtonin voimalla.

Erilaisia vipuja

Vivut voidaan jakaa kahteen ryhmään, yksi- ja kaksivartisiin vipuihin. Vipu on yksivartinen, jos kaikki siihen vaikuttavien voimien vaikutuspisteet ovat tukipisteen samalla puolella, muussa tapauksessa kaksivartinen.

Yksivartinen vipu

Kaksivartinen vipu

Vipuvarteen perustuvia laitteita

Vipuvartta voidaan käyttää myös esimerkiksi maalipurkkien avaamisessa, jolloin akselin tukipiste on lähellä sen toista päätä. Toisesta päästä painamalla saadaan moninkertainen nostovoima, joka nostaa maalipurkin kannen pois paikoiltaan. Vipuvarren ideaa hyödynnetään myös monissa työkaluissa ja mekaanisissa laitteissa.

• Airo
• Rautakanki
• Keinulauta
• Tasapainovaaka
• Pähkinänsärkijä
• Sakset
• Sorkkarauta
• Lenkkiavain
• Kottikärry
• Vipukeihäs

Aiheesta muualla

• Astel-hanke: Vipu (Arkistoitu – Internet Archive)