杠杆原理是什么(杠杆原理)

2022-07-18 07:05:10 发布:网友投稿
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什么是杠杆原理(杠杆原理)

“给我一个支点,我就能撼动地球。”这句话出自阿基米德,很好地体现了杠杆原理。那么杠杆原理是什么呢?杠杆原理在我们日常生活中有哪些应用?

我们把能在力的作用下绕固定点转动的硬杆称为杠杆。杠杆的五行是支点、动力、阻力、力臂和阻力臂。支点是指杠杆绕其转动的点,通常用字母“O”表示。动力是使杠杆转动的力,用F1表示;阻力是指阻碍杠杆转动的力,用F2表示;力臂是指支点到动力作用线的距离,以L1为代表;阻力臂是指支点到阻力作用线的距离,用L2表示。

杠杆原理也被称为“杠杆平衡条件”。为了达到杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩应该相同,即功率×力臂=阻力×阻力臂,用代数表达式表示为F1 L1 = F2 L2。从上面的公式可以看出,为了平衡杠杆,力臂是阻力臂的几倍,功率是阻力的一小部分。同时,从杠杆定律也可以看出,人要想以小于阻力的力移动重物,力臂的距离要大于阻力臂的距离。理论上讲,力臂越长,功率越小,也就是越省力。

杠杆原理广泛应用于我们的日常生活和工作中。杠杆可以分为三种,包括省力杠杆和费力杠杆,以及等臂杠杆。当f1 < F2,L1 > L2时,杠杆就变成了省力杠杆。我们经常使用的工具,如螺丝刀、扳手和撬棍,都是省力的杠杆。“四两斤”这句话,其实是对省力杠杆的终极描述。

当f1 > F2,L1 < L2时,此时的杠杆称为费力杠杆。也许当我们听到用力杠杆的名字时,我们的第一反应会是:怎么才能发明出一种用于用力的工具呢?其实我们每天使用的筷子,以及给我们带来极大便利的镊子、钓鱼竿等等,都是费力的杠杆。杠杆虽然费力,但动力移动距离小于阻力移动距离,节省了距离。

当F1=F2,L1=L2时,此时的杠杆是等臂杠杆。最著名的是我们小时候喜欢玩的天平和跷跷板。

可见,杠杆的运用虽然可以省力或省距离,但二者不能兼得,就像鱼和熊掌一样。阿基米德杠杆定律的发现,虽然只是浩瀚物理海洋中的一小部分,却给人类生活带来了极大的便利,在很大程度上改变了我们的生活。

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