怎樣運用杠桿?在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如欲省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。正是從這些公理出發,在“重心”理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即“二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如欲省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。正是從這些公理出發,在“重心”理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即“二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。永華證券入口
杠桿的支點不壹定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。
其中公式這樣寫:支點到受力點距離(力矩)?*?受力?=?支點到施力點距離(力臂)?*?施力,這樣就是壹個杠桿。
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有壹種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿?(力臂?>?力矩);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有壹種費力的杠桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個桿的尖端,尾端是支點、中間是油壓機?(力矩?>?力臂),這就是費力的杠桿,但費力換來的就是中間的施力點只要動小距離,尖端的掛勾就會移動相當大的距離。
兩種杠桿都有用處,只是要用的地方要去評估是要省力或是省下動作範圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是壹種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。
古希臘科學家阿基米德有這樣壹句流傳千古的名言:"假如給我壹個支點,我就能把地球挪動!"這句話不僅是催人奮進的警句,更是有著嚴格的科學根據的。
杠桿分類
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杠桿可分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿。這幾類杠桿有如下特征:
1.省力杠桿:L1>L2,?F1<F2?,省力、費距離。如拔釘子用的羊角錘、鍘刀,瓶蓋扳子等。
2.費力杠桿:?L1<L2,?F1>F2,費力、省距離,如釣魚竿、鑷子等。
3.等臂杠桿:?L1=L2,?F1=F2,既不省力也不費力,又不多移動幾乎每壹臺機器中都少不了杠桿,就是在人體中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起壹件東西,彎壹下腰,甚至翹壹下腳尖都是人體的杠桿在起作用,了解了人體的杠桿不僅可以增長物理知識,還能學會許多生理知識。
其中,大部分為費力杠桿,也有小部分是等臂和省力杠桿。
點壹下頭或擡壹下頭是靠杠桿的作用(見圖),杠桿的支點在脊柱之頂,支點前後各有肌肉,頭顱的重量是阻力。支點前後的肌肉配合起來,有的收縮有的拉長配合起來形成低頭仰頭,從圖裏可以看出來低頭比仰頭要省力。
當曲肘把重物舉起來的時候,手臂也是壹個杠桿(如圖)。肘關節是支點,支點左右都有肌肉。這是壹種費力杠桿,舉起壹份的重量,肌肉要化費6倍以上的力氣,雖然費力,但是可以省壹定距離。
當妳把腳尖翹起來的時候,是腳跟後面的肌肉在起作用,腳尖是支點,體重落在兩者之間。這是壹個省力杠桿(如圖),肌肉的拉力比體重要小。而且腳越長越省力。
如果妳彎壹下腰,肌肉就要付出接近1200牛頓的拉力。這是?由於在腰部肌肉和脊骨之間形成的杠桿也是壹個費力杠桿(如圖)。?所以在彎腰提起立物時,正確的姿式是盡量使重物離身體近壹?些。以避免肌肉被拉傷。