① 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。
② 杠桿原理計算方法
力與力臂乘積相等
F1*L1=F2*L2
力與力臂不垂直時要乘sinQ
F1*L1*sinQ1=F2*L2 *sinQ2
③ 杠桿原理,力臂
是的,為零
④ 杠桿原理如何找力臂
B 支點是杠桿五要素之一
⑤ 物理中杠桿的計算公式怎麼理解,怎麼的得到的,什麼原理
杠桿又分稱費力杠來桿、省力杠自桿和等臂杠桿,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。
杠桿可分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿,沒有任何一種杠桿既省距離又省力,這幾類杠桿有如下特徵:
省力杠桿
L1>L2,F1<F2,省力、費距離。
如拔釘子用的羊角錘、鍘刀,開瓶器,軋刀,動滑輪,手推車 剪鐵皮的剪刀及剪鋼筋用的剪刀等。
費力杠桿
L1<L2,F1>F2,費力、省距離。
如釣魚竿、鑷子,筷子,船槳裁縫用的剪刀 理發師用的剪刀等。
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。
⑥ 杠桿原理是怎麼算的,比如要翹起一個1噸
不一定。是這樣的,地球本身處在沒有所謂「重力」的太空中,而用杠桿撬地球,並不是我們看到的在地面上撬石塊這樣的。所以要使地球被撬動,就算有一個足夠結實的杠桿,那也要有一個絕對靜止的支點,而這是不可能的,就算滿足了上述的條件,也要考慮萬有引力等的影響。而在絕對完美的物理環境下,從理論的角度我想只要有一個力作用在杠桿上,就會引起地球的位移,而地球對於杠桿的阻力,這要看你讓地球獲得多大的加速度,這是一個可變的數值。。。。。。 都是我一個一個字打出來的哦!
⑦ 杠桿原理的計算公式!在線等!!!!!!!!!
F1*L1=F2*L2力乘以力臂等於力乘以力臂
杠桿平衡條件:F1*l1=F2*l2。
力臂:從支點到力的作用線的垂直距離
杠桿平衡是指杠桿處於靜止狀態下或者勻速轉動的狀態下
(7)杠桿原理怎麼算力臂擴展閱讀:
杠桿可以讓「小力」做出「大力」能做的功。
任何機械所輸出的能量,都不可能比輸入它的能量還多,這是「能量守恆定律」的要求。因此,對於一個理想的機械,它的「能量輸出」最多與「能量輸入」是相等的,這個時候,機械所輸出的功,等於輸入它的功。
可以想像一個用杠桿來翹起物體的例子。在過程中,杠桿所輸出的功,是「物體的重量」與「物體被抬起的高度」(或者說「輸出距離」)的乘積。而輸入杠桿的功,則是人所施加的「力」與「向下壓的距離」(或者說「輸入距離」)的乘積。
在理想的情況下,「輸出的功」與「輸入的功」相等,也就是「物體的重量」與「輸出距離」的乘積,等於「力」與「輸入距離」的乘積。這就意味著,在物體的重量一定的前提下,「力」的大小取決於「輸入距離」與「輸出距離」的比例。
通過調整「力」和「物體」與「支點」的相對遠近,使「輸入距離」大於「輸出距離」,或者對於上面的例子來說,只要讓下壓的距離稍大於物體需要被抬起來的距離,那麼用「小力」所做出來的功,便完全可以等同於一個「大力」所做的功。能夠看出,這就是杠桿省力的背後的原因。
參考資來源:杠桿原理
⑧ 在物理杠桿原理中,怎樣判斷力臂最長 如圖,連接oa,為什麼力臂最長
你可以這樣理解,力臂即是支點到力的作用線的距離,圖中,弧線OA是力的可能作用點,要使作用力最小,必然力臂最大,你在OA上隨便取個點作為力的作用點力的方向可以先任意取,那麼力臂必然是以O點為圓心的同心圓(力的作用線與這個圓相切)的半徑,所以就需要讓這個圓最大,對應的力臂就最大,這樣我們會發現只有當以O與OA上的點的連線的線段作為圓的半徑,圓才最大,所以這樣就歸結到在OA上找一點使得該點到O點的距離最小,顯然這個點就是O點,所以連接OA作為力臂(OA與力的方向垂直)最長