扛杆的原理是什麼
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或反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F?? L1=W??L2。式中,F表示動力,L1表示動力臂,W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。阿基米德對槓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,他曾經藉助槓桿和滑輪組,使停放在沙灘上的桅般順利下水,在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰鬥中,阿基米德利用槓桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
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。
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了槓桿原理。他首先把槓桿實際應用中的一些經驗知識當作"不證自明的公理",然後從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了槓桿原理。這些公理是:(1)在無重量的杆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)在無重量的杆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)在無重量的杆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佈的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分佈的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替似圖形的重心以相似的方式分佈……正是從這些公理出發,在"重心"理論的基礎上,阿基米德又發現了槓桿原理,即"二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。"
阿基米德對槓桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進了一系列的發明創造。據說,他曾經藉助槓桿和滑輪組,使停放在沙灘上的桅船順利下水。在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰鬥中,阿基米德利用槓桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
這裡還要順便提及的是,在我國曆史上也早有關於槓桿的記載。戰國時代的墨家曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有兩條專門記載槓桿原理的。這兩條對槓桿的平衡說得很全面。裡面有等臂的,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,而且墨子的發現比阿基米德早了約二百年。
生活中的事例有:筷子,蹺蹺板,起釘錘,開罐器等。
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