槓桿動力是什麼?

General 更新 2024-10-17

什麼是槓桿原理

槓桿原理亦稱“槓桿平衡條件”。要使槓桿平衡,作用在槓桿上的兩個力(動力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1• L1=F2•L2。式中,F表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,欲使槓桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。

在使用槓桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的槓桿;如欲省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的槓桿。因此使用槓桿可以省力,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,阿基米德發現了槓桿原理,即“二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。

槓桿的支點不一定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是槓桿: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,這樣就是一個槓桿。

槓桿也有省力槓桿跟費力的槓桿,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,就是省力槓桿 (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。另外有一種費力的槓桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個杆的尖端,尾端是支點、中間是油壓機 (力矩 > 力臂),這就是費力的槓桿,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。

兩種槓桿都有用處,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,也可以當作是一種槓桿的應用,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一句流傳千古的名言:"假如給我一個支點,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。

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