① 杠桿原理及公式
將杠桿原理看作以支點為中心的旋轉運動,就比較容易理解了。動力點或專阻力點的移動距離屬是由以支點為中心的圓的半徑決定的。半徑越長,這個點移動的距離就越長,因為這個點就得沿半徑更長的圓移動了。
距離變化的同時,也伴隨著力的增減。這是因為單純的杠桿原理是通過以下公式成立的:作用於動力點的力×動力點移動的距離=作用於阻力點的力×阻力點移動的距離。(力×力作用的距離)在物理學中叫做「功」,即人做的功和物體被做的功是相等的(能量守恆定律)。
(1)杠桿原理的長度單位擴展閱讀
在杠桿原理中,我們把杠桿固定的旋轉點稱為「支點」。要想舉起重物,就要把支點置於盡量靠近物體的地方。
假設人施加力的點(動力點)與支點之間的距離達到支點與使物體移動的點(阻力點)之間距離的5倍。那麼,要想撬起地球儀,只需要用地球儀1/5重量的力按壓木板即可。
剪刀、起子、鑷子、筷子、鉗子、桿秤......這些工具都用到了「杠桿原理」。利用杠桿原理,我們可以用很小的力量撬起很重的物體,也可以把短距離移動放大為長距離移動。正因如此,杠桿原理在生活中的應用十分廣泛。
② 杠桿省力的原理
杠桿省力原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂,當阻力和阻力臂一定是,動力臂越長,那版么動力權就可以越小,這樣就更省力。
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)。
(2)杠桿原理的長度單位擴展閱讀:
人體內杠桿
幾乎每一台機器中都少不了杠桿,就是在人體中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起一件東西,彎一下腰,甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作用,了解了人體的杠桿不僅可以增長物理知識,還能學會許多生理知識。
點一下頭或抬一下頭是靠杠桿的作用,杠桿的支點在脊柱之頂,支點前後各有肌肉,頭顱的重量是阻力。
③ 杠桿原理中動力臂和阻力臂的單位一定要是米嗎 F1l1=F2l2中的l1和l2的單位一定是(m)嗎
只要左右單位匹配就成立
比如:左邊用英寸,右邊也用英寸就可以
對於F的單位也是同理
④ 杠桿原理
杠桿原理亦稱「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(用力點、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,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。
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。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。 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 (力臂 > 力距);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。 雖然今天杠桿原理在生活中有著廣泛的運用,可是當問到使用杠桿為什麼會省力時,對此人們未必能夠給出一個正確完滿的答復。究其原因,這主要是今天的物理教材對此至今仍然沒有給出一個完整的正確的答案的必然結果。 譬如,今天物理教材說『杠桿平衡的條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,或寫做F1×L1=F2×L2』。——這也就是說,在動力和阻力不變的前提下,使用杠桿省力的條件是動力臂長過阻力臂。可是當進一步問:動力臂長過阻力臂為什麼就能夠省力?!對此往往就沒有了下文,或者簡單的回答到說這是自然規律而已。 其實,杠桿省力的真正原因之一,是動力臂的重量大於阻力臂的重量的自然結果。舉個例子,假定杠桿是一根鋼棒,其粗細和長度單位重量是均勻的,其1米長度的重量為10公斤,那麼,當動力臂長2米而阻力臂長0.1米時,動力臂自身的重量是20公斤,而阻力臂自身的重量的是1公斤,這時在動力臂的末端不需用力,就可以輕松的讓阻力臂抬起20公斤以上的物體。這是顯而易見的事情。 為了反復說明上述觀點,再舉個例子:一根粗細均勻長10米的木質杠桿,其自重10公斤,在其2、8分界處設立支點。當在動力臂末端掛上2公斤重物時,根據阿基米德平衡公式,這時要使杠桿平衡,在阻力臂末端應該掛上8公斤的重物;可是,由於動力臂自重8公斤,而阻力臂自重只有2公斤,因此可以肯定,這時杠桿並不能保持平衡:16+8≠16+2;或者按其重心計算:16+4≠16+1。——由此可見,阿基米德杠桿原理的理論基礎——平衡公式的確是存在嚴重缺陷的是缺少實際意義的。 阿基米德之所以會產生上述錯誤,究其思想根源,在於他始終都把杠桿看作是『無重量的桿』(《論平面圖形的平衡》)。可是,杠桿要發揮作用就必須具有一定強度;而杠桿有一定強度就必然會有一定重量;而杠桿有一定重量平衡公式就必須重新修改。這是順理成章的事情。大家知道,平衡公式正確與否從來都沒有經過實踐的嚴格檢驗(事實上也不可能檢驗),因此,如何完善杠桿原理——平衡公式,希望有興趣和有條件的網友能夠共同努力。
⑤ 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。
⑥ 杠桿原理單位
是米吧
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)杠桿原理的長度單位擴展閱讀:
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 杠桿原理及公式
杠桿的平衡來條件:動力×動源力臂=阻力×阻力臂。
公式:F1×L1=F2×L2變形式:F1:F2=L1:L2動力臂是阻力臂的幾倍,那麼動力就是阻力的幾分之一。
杠桿靜止不動或勻速轉動都叫做杠桿平衡。
通過力的作用點沿力的方向的直線叫做力的作用線
從支點O到動力F1的作用線的垂直距離L1叫做動力臂
從支點O到阻力F2的作用線的垂直距離L2叫做阻力臂
杠桿平衡的條件(文字表達式):動力×動力臂=阻力×阻力臂
動力臂×動力=阻力臂×阻力,即L1×F1=L2×F2,由此可以演變為F1/F2=L1/L2杠桿的平衡不僅與動力和阻力有關,還與力的作用點及力的作用方向有關。
假如動力臂為阻力臂的n倍,則動力大小為阻力的1/n"大頭沉"
動力臂越長越省力,阻力臂越長越費力.
省力杠桿費距離;費力杠桿省距離。
等臂杠桿既不省力,也不費力。可以用它來稱量。在力學里,典型的杠桿(lever)是置放
⑨ 簡述杠桿原理
亦稱「杠桿平衡條件」。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或反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F