阿基米德杠桿原理
“給我一個支點,我就能撬動地球。”這句話出自阿基米德,它很好地體現了杠桿原理。那么什么是杠桿原理?杠桿原理在我們日常生活中又有哪些應用呢?
我們將一根在力的作用下,能夠繞固定點轉動的硬棒稱為杠桿。構成杠桿的五大要素有支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂,其中支點指的是杠桿圍繞轉動的點,通常用字母“O”表示;動力是使杠桿轉動的作用力,用F1表示;阻力指的是阻礙杠桿轉動的作用力,用F2表示;動力臂指的是自支點至動力作用線的距離,用L1表示;阻力臂指的是自支點至阻力作用線的距離,用L2表示。
杠桿原理也被稱作“杠桿平衡條件”。要實現杠桿平衡,作用于杠桿上的兩個力矩大小應當相同,也就是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1·L1=F2·L2。從上式可看出,欲使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。同時,從杠桿定律中也可以看出,人們如果想用小于阻力的力挪動重物,動力臂的距離應大于阻力臂的距離,從理論上講,動力臂越長,動力越小,即越省力。
杠桿原理在我們日常生活以及工作中被廣泛應用。杠桿可以分為三種,有省力杠桿和費力杠桿,以及等臂杠桿。當F1
當F1>F2,L1
當F1=F2,L1=L2時,此時的杠桿是等臂杠桿。最著名的當屬天平,以及我們小時候很喜歡玩的蹺蹺板。
由此可見,杠桿的應用雖然可以實現省力或者能夠節省距離,但兩者正如魚與熊掌,不可兼得。阿基米德杠桿定律的發現,雖然只是物理學浩瀚星海中一個很小的部分,但是卻給人類生活帶來了極大的便利,很大程度上改變了我們的生活。