Ⅰ 輪軸和杠桿有什麼聯系和區別
輪軸和杠桿兩者均是表示一種簡單的機械裝置,輪軸的實質能夠連續旋轉的杠桿,支點就在軸線,輪軸在轉動時輪與軸有相同的轉速。
輪軸和杠桿有3點不同:
一、兩者的概述不同:
1、輪軸的概述:輪軸是由「輪」和「軸」組成的系統。該系統能繞共軸線旋轉,相當於以軸心為支點,半徑為桿的杠桿系統。
2、杠桿的概述:初中物理學中把一根在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。杠桿可以是任意形狀的硬棒。
二、兩者的作用不同:
1、輪軸的作用:輪軸能夠改變扭力的力矩,從而達到改變扭力的大小。
2、杠桿的作用:當外力作用於杠桿內部任意位置時,杠桿的響應是其操作機制;假若外力的作用點是支點,則杠桿不會出現任何響應。
三、兩者的原理不同:
1、輪軸的原理:使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑。由於輪半徑總大於軸半徑,因此當動力作用於輪時,輪軸為省力費距離杠桿。比如,有自行車腳踏與輪盤(大齒輪)是省力輪軸。當動力作用於軸上時,輪軸為費力省距離杠桿。
2、杠桿的原理: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;如欲省距離,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。
Ⅱ 輪軸是什麼杠桿 為什麼 比如什麼 支點 動力 阻力 在哪兒
輪軸是一個可以連續轉動的杠桿。
例如:①汽車方向盤;②轆轤;③水龍頭;④門把手;⑤螺絲刀;⑥自行車的龍頭(車把);⑦自行車的腳踏板與齒輪;⑧扳手擰螺絲;⑨鐵鑽;等等。
如下圖,標出了輪軸的阻力、動力和支點等。
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附圖如下:
Ⅲ 什麼是輪軸原理
凡是由一個輪和一個軸組成的機械都叫輪軸。
圓的叫輪用於固定的叫軸!
此物是用來減少作用力或改變方向用的!幾個輪軸就能組個滑輪組了,既能省力又能改變方向!
輪軸就是裝上輪子的軸,但是輪和軸之間的安裝關系是不同的。
輪軸是變形的杠桿。它的軸心相當於杠桿的支點,輪和軸的周邊分別是力點或重點。在工作時,可以用輪帶動軸,也可以用軸帶動輪。當輪帶動軸時,工作省力,但費距離;當軸帶動輪時,工作費力,但省距離。
實際上,輪軸是變化極多的。
像馬車和推車這樣的輪軸是最簡單的,沒有動力傳遞,動力車輛的輪軸就復雜得多。
以汽車為例,動力不是簡單的傳遞給軸,如果是那樣,汽車就不能拐彎,在汽車軸的中間,有一個「差速器」,在通過兩個半軸給左右車輪傳動,這樣在汽車拐彎時,兩邊車輪行駛的距離才能不同。人力三輪車的後軸,為了拐彎,一個後輪和軸是固定的傳遞動力,另一個後輪是可以和軸轉動的,用以差速拐彎。
在用軸帶動輪時,如皮帶輪的運動,不僅可以傳遞動力,還能改變轉速。
Ⅳ 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。
Ⅳ 用杠桿的原理解釋輪軸的作用
當作用力作用在外輪邊緣時可以產生較大的力矩,而在內軸處施加的作用力由於到加以的距離較小,所以即使作用力很大,也可能只產生較小的力矩,就像轆轆井一樣,外面的手柄上只需要較小的力就能產生較大的力矩,就可以很輕松地將水提上來,這相當於省力杠桿。另一方面,如果動力作用在軸上,而阻力作用在輪上,則相當於費力杠桿,但這種情況可以節省距離
Ⅵ 杠桿、斜面、滑輪、輪軸、定滑輪、動滑輪的原理
一、杠桿原理
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。
二、斜面原理
斜面(inclined plane)是一種傾斜的平板,能夠將物體以相對較小的力從低處提升至高處,但提升這物體的路徑長度也會增加。斜面是古代希臘人提出的六種簡單機械之中的一種。
假若斜面的斜率越小,即斜面與水平面之間的夾角越小,則需施加於物體的作用力會越小,但移動距離也越長;反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散,則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。
在日常生活中,時常會使用到斜面。行駛車輛的坡道是一種常見的斜面;卡車裝載大型貨物時,常會在車尾斜搭一塊木板,將貨物從木板上往上推,所應用的也是斜面的理論。
三、滑輪原理
滑輪主要的功能是牽拉負載、改變施力方向、傳輸功率等等。多個滑輪共同組成的機械稱為「滑輪組」,或「復式滑輪」。滑輪組的機械利益較大,可以牽拉較重的負載。滑輪也可以成為鏈傳動或帶傳動的組件,將功率從一個旋轉軸傳輸到另一個旋轉軸。
四、輪軸原理
輪軸的實質是可以連續旋轉杠桿.使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑.
由於輪半徑總大於軸半徑,因此當動力作用於輪時,輪軸為省力費距離杠桿(下面的第一幅圖),實際的例子:有自行車腳踏與輪盤(大齒輪)是省力輪軸.當動力作用於軸上時,輪軸為費力省距離杠桿,實際的例子有:自行車後輪與輪上的飛盤(小齒輪)、吊扇的扇葉和軸都是費力輪軸的應用。
五、定滑輪原理
使用時,滑輪的位置固定不變;定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向.杠桿的動力臂和阻力臂分別是滑輪的半徑,由於半徑相等,所以動力臂等於阻力臂,杠桿既不省力也不費力。
定滑輪不能省力,而且在繩重及繩與輪之間的摩擦不計的情況下,細繩的受力方向無論向何處,吊起重物所用的力都相等,因為動力臂和阻力臂都相等且等於滑輪的半徑。
六、動滑輪原理
動滑輪省1/2力多費1倍距離,這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半,而且不能改變力的方向。實質是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿:圖中,O是支點,F1是提升物體的動力,F2是物體的重力(也可理解為不用機械時提升物體用的力)。
Ⅶ 用杠桿的原理解釋輪軸的作用16955
輪軸的原理
輪軸的實質是可以連續旋轉杠桿.使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑.
由於輪半徑總大於軸半徑,因此當動力作用於輪時,輪軸為省力費距離杠桿(下面的第一幅圖),實際的例子:有自行車腳踏與輪盤(大齒輪)是省力輪軸.當動力作用於軸上時,輪軸為費力省距離杠桿(如下面的第二幅圖),實際的例子有:自行車後輪與輪上的飛盤(小齒輪)、吊扇的扇葉和軸都是費力輪軸的應用.
F1R=F2r
輪軸是一種省力的簡單機械。(輪半徑大,軸半徑小,所以省力)
Ⅷ 輪軸的工作原理是什麼
原理是:輪軸是固定在同一根軸上的兩個半徑不同的輪子構成的杠桿類簡單機械。半版徑較大者是輪權,半徑較小的是軸。從形式上看是圓盤,但從實質上看起來只有它們的直徑或半徑起力學作用。用R表示輪半徑,也就是動力臂;r表示軸半徑,也就是阻力臂;O表示支點。
當輪軸在作勻儲轉動時,動力×輪半徑=阻力×軸半徑,所以輪和軸的半徑相差越大則越省力。上式動力用F表示,阻力用W表示,則可寫成FR=Wr。輪軸的實質是可以連續旋轉杠桿,使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑。
拓展資料:
輪軸原理:輪軸的實質是可以連續旋轉杠桿.使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑,由於輪半徑總大於軸半徑,因此當動力作用於輪時,輪軸為省力費距離杠桿.實際的例子:有自行車腳踏與輪盤(大齒輪)是省力輪軸. 當動力作用於軸上時,輪軸為費力省距離杠桿.實際的例子有:自行車後輪與輪上的飛盤(小齒輪)、吊扇的扇葉和軸都是費力輪軸的應用。