⑴ 關於杠桿平衡只能列一個方程的理解問題
可以從因果律去考慮這個問題。
所謂的唯一的結果是力的作用效果,因此原因是受力情況,而結果是平衡狀態。
平衡狀態的物體需要同時滿足力矩平衡和受力平衡兩個條件。
然而力矩平衡有多組內在聯系,需要同時符合,才能推出唯一的條件。
力矩平衡所有條件滿足+受力平衡條件就是物體平衡的充要條件。
如果物體受到三個力平衡,那麼就有三個未知數,但是三個力會對應三個支點,因此有3組力矩平衡方程+一個受力平衡方程。如果這三個力全是未知數,那麼我們不可能求出這三個力當中任何一個力的大小。這就意味著四組方程中有兩組是重復的,即可以化簡成一個力矩平衡方程和一個受力平衡方程,這兩個方程式獨立存在的。同理四個力的時候,你必須知道至少一個力,才能求出物體的受力情況,所以5個方程中,兩個力矩平衡方程和一個受力平衡方程式不重復的……以此類推。
⑵ 怎樣從數學的角度解釋杠桿原理最好有圖示
杠桿又分稱費力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿,杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1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,要使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,阻力就是動力的幾倍。
中文名
杠桿原理
外文名
lever principle
別 稱
杠桿平衡條件
表達式
F1· L1=F2·L2.
提出者
阿基米德
提出時間
公元前245年左右
應用學科
物理科學
適用領域范圍
杠桿力學
適用領域范圍
建築,物理,機械
原理提出
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,得出了杠桿原理。
阿基米德
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,他曾經藉助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的船隻順利下水,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。
這里還要順便提及的是,在中國歷史上也早有關於杠桿的記載。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。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。
概念分析
編輯
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。
動力臂延伸
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。
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,就能撬起地球"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。
⑶ 另一種狀態的杠桿平衡方程
F1*L1=F2*L2!
⑷ 杠桿尺平衡原理
L1F1=L2F2
L1(動力臂)F1動力L2阻力臂F2阻力
⑸ 杠桿支點受力
杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」,要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩專(力與力臂的乘積屬)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1·L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
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。
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。
(5)用平衡方程表示杠桿原理擴展閱讀:
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。
使停放在沙灘上的船隻順利下水,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。
⑹ 杠桿原理基礎,幫幫忙,是方程
X*n=(L/2-r)
不妨設一枚棋子的重量為1(也可以為Z,反正約掉了)
右邊放n枚棋子時,杠桿平衡(不考慮尺子自身的力矩,因為支點始終在中間,自身始終是平衡的):
右邊力臂為X,力矩為X*n;
左邊力臂為(L/2-r),力矩為(L/2-r)*1,兩邊平衡,二者相等,即列出一次方程。X*n=(L/2-r)
⑺ 試用平衡方程將杠桿原理表達出來
X*n=(L/2-r) 不妨設一枚棋子的重量為1(也可以為Z,反正約掉了)右邊放n枚棋子時,杠桿平衡(不考慮尺子自身的力矩,因為支點始終在中間,自身始終是平衡的):右邊力臂為X,力矩為X*n;左邊力臂為(L/2-r),力矩為(L/2-r)*1,兩邊平衡,二者相等,即列出一次方程。X*n=(L/2-r)
⑻ 杠桿平衡原理中,r通常表示什麼
r有時表示力臂。
⑼ 「杠桿原理」即竹竿平衡的規律是
簡單說,這個題如果不考慮竹竿重力的影響,那麼顯然杠桿是平衡的。但是如果考慮了竹竿重力的影響,那麼如果竹竿是均勻的,那麼竹竿將在重力、支持力和兩個物塊的壓力的作用下作逆時針旋轉。總之,你搞不清楚這個問題的原因是不明確是否要考慮竹竿的重力,而以上兩個人的回答都沒有考慮竹竿的重力、
⑽ 杠桿的平衡條件,就是有個公式是什麼來著
杠桿原理 亦稱「杠來桿平衡條件」。源要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(動力和阻力)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,F1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。