杠桿原理的科學解釋是什么
杠桿原理是很多人都熟知的科學知識,但是有一部分的人不知道杠桿原理是如何解釋的。下面為您精心推薦了杠桿原理的科學定理,希望對您有所幫助。
杠桿原理的科學解釋在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,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。
杠桿的支點不一定要在中間,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:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2這樣就是一個杠桿。
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。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿 (動力臂 > 阻力臂);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有一種費力的杠桿。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范圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是一種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。
杠桿原理的杠桿分類杠桿原理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鍘刀,瓶蓋扳子等。
2:費力杠桿:L1F2,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,又不多移動距離,如天平、定滑輪等。
杠桿原理的提出古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳很久的名言:“給我一個支點,我就能撬起整個地球!”,這句話便是說杠桿原理。
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作“不證自明的公理”,然后從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。
這些公理是:
(1)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡;
(2)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾;
(3)在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下 傾;
(4)一個重物的作用可以用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替
(5)相似圖形的重心以相似的方式分布……
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。”阿基米德對杠桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進行了一系列的發明創造。據說,他曾經借助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的船只順利下水,在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰斗中,阿基米德利用杠桿原理制造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻于敘拉古城外達3年之久。
這里還要順便提及的是,在中國歷史上也早有關于杠桿的記載。戰國時代的墨子曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有兩條專門記載杠桿原理的。這兩條對杠桿的平衡說得很全面。里面有等臂的,有不等臂的;有改變兩端重量使它偏動的,也有改變兩臂長度使它偏動的。這樣的記載,在世界物理學史上也是非常有價值的。
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