⑴ 兩個齒輪嚙合 半徑是1:2 那麼產生的力矩便是2:1是怎麼計算的
兩個齒輪嚙合,半徑是1:2 那麼產生的力矩也是1:2
如上圖,在齒輪傳動過程中,兩個齒輪嚙合面上傳遞的是力,按照牛頓第三定律,主動齒輪對從動齒輪嚙合面的圓周力Ft1與從動齒輪對主動齒輪嚙合面上圓周反作用力Ft2大小相等,方向相反,作用在兩個物體上。即Ft1=Ft2
由於力矩等於力乘以力臂,而齒輪的力臂等於其半徑,所以主動齒輪傳遞的力矩T1=Ft1*r1,從動齒輪接受的力矩T2=Ft2*r2,也就是說T1/T2=Ft1*r1/Ft2*r2=r1/r2,就正比於其半徑的比,如果兩個齒輪半徑比是1:2,則產生的力矩就是1:2。
在其它傳動中也有這樣的情況,比如帶傳動、鏈傳動等等,傳遞的力矩都正比於傳動輪的半徑。
⑵ 古人主要是利用物理學中的什麼原理建成金字塔的
利用杠桿原理。
金字塔在埃及和美洲等地均有分布,古埃及的上埃及、中埃及和下埃及,今蘇丹和埃及境內。現在的尼羅河下游,散布著約80座金字塔遺跡。 大小不一,其中最高大的是胡夫金字塔,高146.5米,底長230米,共用230萬塊平均每塊2.5噸的石塊砌成,佔地52000平方公尺。
石塊之間沒有任何黏著物,靠石塊的相互疊壓和咬合壘成。國王哈佛拉的金字塔前,還矗立著一座象徵國王權力與尊嚴的獅身人面像。埃及金字塔是古埃及的帝王(法老)陵墓。世界七大奇跡之一。
(2)杠桿咬合擴展閱讀:
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。
⑶ 扳手屬於杠桿還是輪軸
1.扳手屬於杠桿
2.因為杠桿原理講的是支點與力矩之間的關系,扳手咬合部分是支點,扳手長柄是力矩,符合杠桿原理
2.所以扳手屬於杠桿啊
⑷ 旋轉木馬怎麼達到起起落落的效果,要結構原理,包括齒輪嚙合,杠桿原理的模型
起起落落只是滾輪在突起和凹陷的地方滾過時產生的效果而已。。。
⑸ 關於物理
資料:最大靜摩擦力不小於滑動摩擦力——最大靜摩擦力大於或等於滑動摩擦力,這是由「最大靜摩擦力」的定義來決定的,因為不滿足上述關系的靜摩擦力就不是最大靜摩擦力。但通常都會有「最大靜摩擦力大於滑動摩擦力」的狀況,要解釋這個經常會發生的現象(但不是一定發生),就與前述的邏輯矛盾及定義無關了。這涉及到摩擦理論,而摩擦理論是一個復雜得至今尚無定論的理論。可以提供兩個模型來定性地解釋,但顯然它們並不是充分的。
1)相比於相互滑動的兩個接觸面,相互靜止的接觸面上的分子(或原子)之間有充分的時間彼此靠近(在一定范圍內分子靠得近就意味著分子間吸引力較大),並且這樣相互間分子力較大的分子的數目也會較多,所以,要克服這許多的、分子力較大的分子之間的吸引力而動起來,外力就要更大些——最大靜摩擦力大於滑動摩擦力。
2)把接觸的表面想像成有許多的凹凸,兩面間的凹凸彼此咬合成為摩擦力的一個來源。相互靜止時,彼此充分緊密地咬合;相互滑動時,凹凸已被前側磨得(或壓得)較平——後側可以相互咬合的凹凸已經變淺變小了,於是滑動摩擦力就會小一些。
推車時,前後輪轉動都是因為受到地面給它們施加的摩擦力的作用,即前後輪都有相對地面向前運動的趨勢,所以地面對前輪的摩擦力和對後輪的摩擦力都向後。
騎車時,人通過鏈條給後輪一個力,使後輪轉動,假設地面光滑,則後輪會向前加速轉動,說明後輪有相對地面向後轉動的趨勢,所以地面對後輪的摩擦力向前。前輪轉動是因為受到力的作用,假設地面光滑,前輪就不會轉動,所以地面對前輪的摩擦力向後。
(判斷摩擦力方向時,可以假設接觸面光滑,這時物體的運動方向就是它的運動趨勢方向。)
摩擦力跟三個因素有關:1、正壓力2、接觸面間的摩擦系數3、兩物體間有相對運動趨勢
摩擦力與重力之間沒有直接的關系,物體在水平面中重力相當於正壓力,這時只要接觸面不光滑,也就是有動摩擦系數,且物體與水平面之間有相對運動趨勢,就可以用公式:摩擦力=摩擦系數*正壓力(重力)
然而物體在斜面上摩擦力的計算方法就不同了,此時還跟斜面傾角有關系。在物體放在斜面上且靜止狀態下一般可以用:摩擦力=重力*Sin(傾角)
如果物體在斜面上滑動,則摩擦力=摩擦系數*重力*Cos(傾角)
勻速拉動物體的拉力不一定為摩擦力,如果拉力跟物體運動方向成一直線,可以說此時拉力的大小等於摩擦力,如果不成一直線就要用拉力在物體運動方向的分量作為摩擦力的大小。
1.摩擦分類
1)靜摩擦力:相互接觸的物體有相對運動的趨勢時,在接觸面上產生的阻礙物體相對運動的作用力
2)滑動摩擦力:相互接觸的物體作相對運動時,在接觸面間產生的阻礙物體相對運動的力
2.摩擦力產生條件:
(1)兩個物體直接接觸
(2)兩接觸面間有相互擠壓
(3)接觸面都粗糙
(4)兩物體有相對運動或者相對運動趨勢
3.摩擦力的三要素
1)大小,靜摩擦力的大小既是可變的,它可隨著相對運動趨勢,在O到 之間變化,又是有界的,在擠壓力一定時,存在著一個最大靜摩擦力 不能無限增大。
滑動摩擦力的大小決定於兩個因素μ和N,即f=μN,μ反映接觸面的材料和粗糙程度,而N反映其擠壓程度.
2)方向,摩擦力的方向是沿著接觸面,且與相對運動或相對運動的趨勢方向相反
3)作用點,摩擦力分布在一個平面上,但其存在一個等效作用點.
定義:一根硬棒,在力的作用下,能繞著固定點轉動,這根硬棒就是杠桿。
杠桿平衡條件:動力臂×動力=阻力臂×阻力
杠桿是一種簡單機械;一根結實的棍子(最好不會彎又非常輕),就能當作一根杠桿了。上圖中,方形代表重物、圓形代表支持點、箭頭代表用,這樣,你看出來了吧?在杠桿右邊向下杠桿是等力杠桿;第二種是重點在中間,動力臂大於阻力臂,是省力杠桿;第三種是力點在中間,動力臂小於阻,是費力杠桿。
第一種杠桿例如:剪刀、釘錘、拔釘器……杠桿可能省力可能費力,也可能既不省力也不費力。這要看力點和支點的距離:力點離支點愈遠則愈省力,愈近就愈費力;如果重點、力點距離支點一樣遠,就不省力也不費力,只是改變了用力的方向。
第二種杠桿例如:開瓶器、榨汁器、胡桃鉗……這種杠力點一定比重點距離支點近,所以永遠是省力的。
如果我們分別用花剪(刀刃比較短)和洋裁剪刀(刀刃比較長剪紙板花剪較省但是費時;而洋裁剪則費力但是省時。
生活中的杠桿
1.剪較硬物體
要用較大的力才能剪開硬的物體,這說明阻力較大。用動力臂較長、阻力臂較短的剪刀。
2.剪紙或布
用較小的力就能剪開紙或布之類較軟的物體,這說明阻力較小,同時為了加快剪切速度,刀口要比較長。用動力臂較短、阻力臂較長的剪刀。
3.剪樹枝
修剪樹枝時,一方面樹枝較硬,這就要求剪刀的動力臂要長、阻力臂要短;另一方面,為了加快修剪速度,剪切整齊,要求剪刀刀口要長。用動力臂較長、阻力臂較短,同時刀口較長的剪刀。
人體內的杠桿
運動系統是許多個杠桿結構組成的,人體的許多動作都是通過杠桿作用而表現出來的。
在運動過程中,骨為運動的杠桿,關節為運動的支點,骨骼肌施加動力。當骨骼肌收縮時,牽動所附的骨圍繞關節轉動,就會產生各種動作。人體內有三種類型杠桿,即等臂杠桿、省力杠桿和費力杠桿。下圖示仰頭、蹺足、屈肘分別代表的三種杠桿,你能判斷出各屬哪一種嗎?
圖中O表示關節構成的支點,三圖分別表示寰枕關節、跖趾關節和肘關節。A點為肌肉在骨上的附著點,即力點,B則表示重點,由此可知,仰頭為等臂杠桿,蹺足為省力杠桿,而屈肘則為費力杠桿。在屈肘動作中,如果OB是OA的8倍,假如你要用手托起8千克的鐵球,請你算算看,肱二頭肌至少要施加多大的 力?(答:627.2牛頓)
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人身上的杠桿
在人體生理衛生課上已經學過,人身上有206塊骨,其中有許多起著杠桿作用,當然這些起杠桿作用的骨不可能自動地繞支點轉動,必須受到動力的作用,這種動力來自附著在它上面的肌肉.
肌肉靠堅韌的肌健附著在骨上.例如肱二頭肌上端肌腱附著在肩胛骨上,下端肌腱附著在橈骨上(如圖),肱三頭肌上端有肌腱分別附著在肩胛骨和肱骨上,下端附著在尺骨上.
人前臂的動作最容易看清是個杠桿了,它的支點在肘關節.當肱二頭肌收縮、肱三頭肌鬆弛時,前臂向上轉,引起曲肘動作;而當肱三頭肌收縮、肱二頭肌鬆弛時,前臂向下轉,引起伸肘動作.從上圖很容易看出,前臂是個費力杠桿,但是肽二頭肌只要縮短一點就可以使手移動相當大的距離.可見,費了力,但省了距離.
如圖是跑動時腿部肌肉示意圖,為了畫面簡單容易看清,右腿沒有畫出臀大肌、股四頭肌,左腿沒有畫出髂腰肌①、股二頭肌.當右腿向前跨步時,是右腿的髂腰肌收縮、臀大肌鬆弛,使右大腿抬起;股四頭肌鬆弛,股二頭肌收縮,使右膝彎曲.這時候,左腿由於它的髂腰肌鬆弛,臀大肌收縮,股四頭肌收縮,股二頭肌鬆弛,而伸直.
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杠桿運動
在人體中,骨在肌拉力作用下圍繞關節軸轉動,它的作用和杠桿相同,稱為骨杠桿。人體的骨杠桿運動有三種形式:
1.平衡杠桿:支點在力點和重點之間。如顱進行的仰頭和俯首運動。
2.省力杠桿:重點在支點和力點之間。如行走時提起足跟的動作,這種杠桿可以克服較大的體重。
3.速度杠桿:力點在重點和支點之間。如肘關節的活動,這種活動必須以較大的力量才能克服較小的重量,但運動速度和范圍很大
⑹ 內咬合齒輪的力臂怎麼計算,如圖,在齒輪的齒數是20齒,內齒輪的齒數是40齒。
齒輪的受力分析是以齒輪的分度圓來計算的,齒輪的分度圓直徑=模數×齒數。分度圓的半徑就是嚙合時的力臂。
⑺ 口呼吸、牙齒咬合與頭前傾、駝背、側彎、高低肩、身體平衡性差、TMD、面部發育異常的關系
每個人私家駝背的環境不一樣,你必要自我闡發一下。
一開始姐妹都有口呼吸,妹妹改正了,姐姐則沒有
參登科文網頁:姿勢決定長相:從口呼吸提及
Starecta要領告成案例#1:
莫雷洛:我要去世了,沒有專家能幫幫我!
?症狀:慢性痛楚悲傷,背部痛楚悲傷,頸部痛楚悲傷,發急,恐懼去世亡,恐慌發作,胃灼熱,消化不良,食品過敏,食品不耐受,惡心,嘔吐,心動過速,體溫題目,呼吸困難,就寢呼吸停息,慢性委頓失眠,發急,煩悶,胃潰瘍
?診斷:脊柱側彎,頸椎生理曲度增長,腰椎前凸增長,駝背(脊椎彎曲),恐慌發作症,疑病症
?姿勢均衡時間:2年6個月(60%的事變已經完成)
孩提時的我由於我的前傾姿勢有著無數的康健題目。我的頭向前下垂,背部彎,肩膀彎,另有一個非常突出腰椎前凸。
只管有這些題目,我不停練習了很多活動;我喜好踢足球,跑步,游泳,皮劃艇,柔道直到24歲,我不得不完全克制。我痛楚的只能留在床上。
我永久忘不了18歲時第一次恐慌發作。從當時到我24歲,我的生存不停螺旋式降落陪伴著種種失禁症狀。
我的身材連續塌陷,沒有人知道產生了什麼事。家人報告我,我是一個擔心症患者,我見了很多生理學家和精力病學家。
然後我見了其他專家,如體位骨科醫師,推拿師,整骨,都沒用。我開始狂熱研究怎樣理順我的脊椎。
統統都從牙齒開始,顱骨必要被支持並保持在精確的位置,以便讓我的脊椎保持其正常生理曲線。
要規復頭骨挺立,我必要杠桿。頜骨是一個支點和整改器。頭骨終於可以挺直。尤里卡!
身材變革很累,我沒有任何活動(只是坐在椅子上)就拉直了。這是驚人的!
我終於明白,你和我的姿態基於生物機制,關鍵在你和我的口中,即牙齒從牙弓擠出高度(即咬合)。這統統都取決於你和我的頭骨是如安在你和我的下巴上安排。吞咽時孕育產生的對稱或不同錯誤稱的力氣認真你和我的臉部調和之美,以及整個身材的精確姿勢。
這是一件不可思議的;我終於實現了把背部拉直的空想。月復一月,我可以看到在一個完全天然的方法在規復其正常生理曲線。在這個進程中,由於多年代償而收縮的肌肉,終於能真正蔓延。末了,我實現了我一輩子的空想:一個直背!
Starecta要領告成案例#2:
瓦萊里奧:當我朋儕都在活動玩樂時我的芳華期只能在床上讀書
?症狀:右肩痛楚悲傷,慢性委頓,通常發熱,體溫調理的題目,頸部壅閉
?診斷:脊椎側彎30度
?姿勢均衡時間:2年(50%的事變已經完成)
我生擲中最糟糕的一天是當我第一次脊椎痛發時,我16歲。我的父母報告我,這是一個大略的背部痛楚悲傷,我不該該擔心。
更多的腰酸背痛來襲。當我18歲,我不得不去見一個骨科大夫,查抄返來後,給了去世刑裁定:「30度脊柱側彎,不大概辦理它。」
到其後才發明我的生存搞砸了,當我在大學時,我全部的朋儕開始去健身房和游泳池訓練和塑造他們的形體。
那是你尋求女孩准備約會的年齡。固然每個人私家都在訓練他們的身材,我眼睜睜地看著,我把時間用來讀書,躲在我的抱負天下。
我28時我的肩膀非常痛。我忍無可忍,我決定整理我的環境,我見了種種專家。每個人私家都報告我,28歲且30度側彎不克不及變化。
當時的我跌入谷底。我試圖在床上事變。我的身材被拉扯,但我內心並不想降服佩服。這時間,我遇到了莫雷諾,你和我一起決定實行新的東西,逾越科學天下的平凡知識。
起首,你和我決定只為本身做這一點,但其後你和我意識到,這可以惠及其他人。無數次失敗的實行後,我還記得莫雷諾的直覺:哪個對當代科學的研究盼望極大的大略直覺。
這個讓你和我側夜未眠的直覺便是該去世的杠桿,沒有人能看到。便是杠桿能帶來身材規復對稱。真的可以,它不但是一個理論。
我仍舊明白地記得,當我我的脊椎看到被拉直我的以為。這毫無疑問是我生擲中最精美的一天。你和我如許做攔截了全部的意見,挑釁傳統的姿勢學和漠視他人的諷刺聲。
你和我看到了巨大的潛力,這種要領,你和我決定用你和我的生存致力尋求這個作為革命。從當時起,我的身材不停沒有克制過給我驚喜。我已經好幾年不再有發熱了。
在我如許冒險進步時全部人愣住了看我,問我告成的法門。變直的背部已在無形中在我的身材施加了哥白尼革命:我的身材得到了極大的彈性,我的重心低落了,我的均衡有所改進,我的呼吸加深,我的隔閡事變好得多。
Starecta要領告成案例#3:
西蒙:之前我做了10個手術都沒用,一個大略牙套救濟了我
?症狀:慢性痛楚悲傷、惡心嘔吐、腹痛、瘦弱
?診斷:特發性胃輕癱,慢性假性腸壅閉,腸自身免疫性精神病
?姿勢均衡時間:3年6個月(95%的事變已經完成)。他將開始末了的事變
過去只能仰著頭,漸漸能直視火線了。改進後還發明血液中gao丸激素和??激素規復正常,緣故起因以為是頭骨下頜不均衡會克制到顱底的腦垂體
Starecta要領告成案例#4:
6個月背面骨與下頜骨平行了,可以站直了,氣色也變很多多少了,剋制如今她已經實踐starecta一年多了
李海倫(她是咱們中國人,真名叫黎雪飛,德律風15571093300,在湖北襄陽,我剛接洽到了她,大家樂意相識或實行starecta要領的可以接洽她)分享了本身的變革給牙醫,大夫說這不大概從牙齒改正姿勢,她這個年齡骨頭已經鈣化。然後她展示本身之前的污衊的眼和嘴,大夫驚倒了。她很開心脖子不再連續的痛,如今抖擻了芳華。
Starecta要領告成案例#5:
7個月後
?腦霧消散
?頸部及背部告急性痛楚悲傷90%消散
?目力含糊消散
?慢性委頓消散
?感情和思索本領極大進步
*駝背緣故起因探究
本文比較大雜燴,鑒於知友大概明白有毛病,追加此段。細致僅僅是個人私家明白,如有違科學邏輯請包涵。
生命進化是適應環境的,你的身材也在適應你的生存風俗、不測的受傷等等。年齡越小,這種適應性(可塑性)越強。要是你成年之前都是適應當古人體最正常(最穩固版本)活動模式,那你成年後就很難生長出口呼吸、駝背等種種並發症。縱然你上班久坐伸脖子,你頂多是頭前傾、頸椎酸痛、頸椎病。
但要是你生長發育高峰局勢部適應了(長期的)不良舉措,它會生長出一種團體模式,是你整個身材都在適應的不良模式,它會固化到你的大腦影象、潛意識、構造布局中,那你隨後再想規復到穩固模式就要耗費很多精力,你得了解到全部題目,身材哪些地方受到影響,每個地方都要同時規復,要打開潛意識,主動提示本身,重修穩固模式(關於不穩固版本,比如你身材適應了頭前傾,卻來不及更好的改革身材以適應頭前傾引起的種種不良,你的身材結構成果喪失20%,生存質量大大降落),你得做很多的事變,想像一動手術後病人的後期病癒便是一種重修rehabilitation。年齡越大這種重修就越困難,分外是成年後不大概完全逆反,只能做有限的改進。你和我常說的布局性駝背不克不及自我改正,緊張者生存困難只能手術強行扳直便是這種環境。
我上面所說的「你得了解到全部題目」,便是本文的出發點,險些全部人都不會完全意識到駝背不但僅是胸椎後凸增長了,你的牙齒、下頜骨生長很大概變異了(要知道對付高出肯定程度的駝背,身材布局中最不好調解的便是牙齒高度/咬合、顳頜關鍵關鍵、胸椎這些活動度非常大而又不是整塊骨骼布局,其他部分如頭骨、骨盆都有本身強大的布局生長內穩固束縛,布局受四周影響小,頂多是位置不正。而牙齒生永劫受太過擠壓,沒長到正常高度或是下沉了,牙齒克制長高後它就不上來了。胸椎在駝背後,構成胸腔的12條肋骨變得更圓,肋骨會強力束縛胸椎的舒展。末了更別說軟構造了,結締韌帶筋膜肌肉……神經血管。以是說要舉行團體的改進,有點雷同俗話說病來如山倒,病去如抽絲,你腎臟發炎了就頓時不可了,腎臟認真過濾血液,它事變不好會累及滿身各個器官產抱病變,等你修睦了腎臟,其他器官也病的不輕,得一個個都要修睦),你的身材布局已經到達新的一種不良均衡,你只針對局部改正,短時間你以為蔓延很多,漸漸它又會規復不良的。
再說口呼吸,嬰兒時期不精確的哺乳姿勢、睡覺姿勢會導致口呼吸。口呼吸會導致頭前傾,由於必要更富裕的氛圍呼吸路徑(google到的資料以為的),你也可以明白為不停在口呼吸,咬合失去仇家部的支點作用,頭部就會漸漸往前墜落,你頸部肌肉繼而更強的向後牽拉你的下頜骨,你的上下牙周前後錯位了,牙齒生長高度束縛環境變異了,面部生長變異就變得丟臉了(著實那是適應身材需求的,丟臉便是偏離正常臉部中間值太遠了,凡人對你的面部辨認會出現不同,他很難熬難過會排擠),雲雲相輔相成的。這里邏輯我也看得暈。
但口呼吸的你大概不肯定駝背,要是你平常不怎麼長期低頭,你大概只是有點頭前傾。不過讀者的你既然存眷到這篇問答,大多應該還是駝背的。意思便是口呼吸會加重你的駝背。
再說駝背,要是你每天低頭含胸(讀書、打游戲、女生胸部發育害臊),你還在生長,你頸部肌肉繼而更強的向後牽拉你的下頜骨,你的上下牙周前後錯位了,咬合不好了,但是你沒有口呼吸。
本文殽雜了駝背、咬合、口呼吸,對付大家討論的歪著頭睡覺,歪頭寫字曲折肩,老愛用一邊牙齒咬東西,另有不測受傷,術後黑白腿,都有大概是不同錯誤稱『不均衡的因由,著實誰是因誰是果,有點雷同雞和蛋題目。請讀者自解。
生理層次
答主在2016.3.6與黎雪飛大姐談天後天然輕松的就進入了生理層次的交換,在此之前,我不以為本身生理層次有什麼題目,就像之前見過的精力科大夫將我完全否定一樣,但這次天然的交換很不測的連續了2小時,由於要求用飯才剋制了,要是有興趣可以加群去看看你和我的談天記錄(QQ群文件),僅作分享,不要本身傳播,謝謝。
QQ群,駝背吧咬合與均衡437743635
末了聲明
答主還沒有開始實踐這個要領
⑻ 齒輪是一種變形的輪軸.如圖12.2-24所示是兩個互相咬合的齒輪,他
作用到小輪上,因為齒輪咬合所以兩齒輪的外圍線速度是一樣的但軸的角速度是齒數比的反比,能量守恆小輪做的功轉移到大輪後角速度變慢了扭矩變大了。現在三輪車用的差速電機就是這個道理,用小輪帶大輪得到大扭矩
⑼ 機械運動中的桿杠原理具體怎麼解釋
簡單機械
凡能夠改變力的大小和方向的裝置,統稱「機械」。利用機械既可減輕體力勞動,又能提高工作效率。機械的種類繁多,而且比較復雜。根據伽利略的提示,人們曾嘗試將一切機械都分解為幾種簡單機械,實際上這是很困難的,通常是把以下幾種機械作為基礎來研究。例如,杠桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面、螺旋、劈等。前四種簡單機械是杠桿的變形,所以稱為「杠桿類簡單機械」。後三種是斜面的變形,故稱為「斜面類簡單機械」。不論使用哪一類簡單機械都必須遵循機械的一般規律——功的原理。
杠桿
用剛性材料製成的形狀是直的或彎曲的桿,在外力作用下能繞固定點或一定的軸線轉動的一種簡單機械。其上有支點(用O表示),動力(F)作用點,阻力(W)作用點,杠桿的固定轉軸就是通常所說的「支點」,從轉軸到動力作用線的垂直距離叫「動力臂」,從轉軸到阻力作用線的垂直距離叫「阻力臂」。上述就是通常所講的三點兩臂。由於杠桿上三點的位置不同,即產生不同的受力效果。
杠桿原理
亦稱「杠桿平衡條件[1]」。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 簡單機械
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。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。
動力
任何機械,不論是簡單的還是復雜的,在工作時,總要受到兩種力的作用:一種是推動機械的力叫作「動力」動力是使杠桿轉動的力。另一種是阻礙機械運動的力叫作「阻力」阻力是阻礙杠桿轉動的力。動力可以是人力,也可以是畜力、風力、電力、水力、蒸汽壓力等,阻力除了我們要克服的有用阻力之外,還有一些是不可避免的無用阻力。
作用線
通過力的作用點沿力的方向所引的直線,叫作「力的作用線」。
動力臂
從支點到力的作用線的垂直距離叫「力臂」。從支點到動力的作用線的垂直距離L1叫作「動力臂」;從支點到阻力的作用線的垂直距離L2叫作「阻力臂」。如果把從動力點到支點的棒長距離作為動力臂,或把從阻力點到支點的棒長距離作為阻力臂,這種認識是錯誤的。這是因為對動力臂和阻力臂的概念認識不清所致。
阻力臂
見動力臂條。
轉動軸
轉動是常見的一種運動。當物體轉動時,它的各點都做圓周運動,這些圓周的中心在同一直線上,這條直線叫做「轉動軸」。門、窗、砂輪、電動機的轉子等都有固定轉軸,只能發生轉動,而不能平動。幾個力作用在物體上,它們對物體的轉動作用決定於它們的力矩的代數和。若力矩的代數和等於零,物體將用原來的角速度做勻速轉動或保持靜止。
三類杠桿
對杠桿的分類一般是兩種方法。第一種是以支點、阻力點和動力點所處的位置來分的;另一種是按省力或費力來區分的。無論怎樣來劃分,總離不開省力、費力、不省力也不費力這幾種情況。 簡單機械
機械利益
表示機械省力程度的物理量。機械雖然絕對不能省功,但可以省力。使機械作功的力稱為「動力」(F),阻礙機械作功的力稱為「阻力」(P)。使用機械的目的,在於使用很小的動力而與阻力平衡。所謂機械利益(A),就是機械的有用阻力(P)跟動力(F) 小於1。 機械利益>1時,省力費時,凡省力的機械,其機械利益必大於1。例如,獨輪車、鉗子、起子、省力的杠桿等都是省力的機械。機械利益=1時,不省力,也不費力。例如物理天乎。機械利益<1時,費力省時,例如竹夾、火鉗等。機械利益是由實際測得的有用阻力和動力的大小所決定。由於機械潤滑情況的不同,在克服同樣的有用阻力時,亦有所不同。機械潤滑得不好,無用阻力大,需要動力也大,機械利益就小些;機械潤滑得好,無用阻力小,需要的動力也小,機械利益就大些。新生產出的機器需要磨合,汽車出廠要用上一段時間,目的是使其摩擦阻力減小。但機器陳舊,機件磨損,又會增加阻力。
杠桿的應用
不同類型杠桿各具有不同的特點和用途。掌握了杠桿原理,就可根據需要有意識地選用不同類型的杠桿來使用。應明確:省力杠桿省力但要多移動距離,費力杠桿費力但省距離,等臂杠桿不省力也不省距離,又省力又省距離的杠桿是沒有的。有的杠桿是否省力或省距離,不是永恆不變的。根據使用情況的不同,會由省力變為省距離。例如,用鐵鍬鏟土,往車上裝土的過程都會有所改變。鏟土時支點在動力點及阻力點之間,在裝土時動力點在支點與阻力點之間。為此,在使用杠桿時應注意幾點: 1.解答杠桿問題時,必須根據題意畫出示意圖,在圖上標出杠桿的支點、動力作用線和阻力作用線。同時用線段標明動力臂和阻力臂的大小,再根據杠桿平衡條件,列出方程,進行計算。 2.力臂是一個重要的概念。力臂是從支點到力的作用線的垂直距離,不要理解為力臂是從支點到力的作用點的長度。動力和阻力都是指作用在同一杠桿上的力,而不是作用在重物或其他物體上的力。 3.畫杠桿示意圖的方法: (1)畫出杠桿:用粗直線表示直杠桿,用變曲的粗線表示曲杠桿。 (2)在杠桿轉動時找出支點,並在支點旁用箭頭表示杠桿轉動的方向。 (3)根據轉動方向判斷動力、阻力的方向。動力、阻力的作用點應畫在杠桿上,可用力的示意圖表示。 (4)用虛線表示力的作用線的延長線和力臂。 4.杠桿的平衡條件,適用於任意一個平衡位置上,所謂杠桿的平衡是指杠桿靜止不轉動或勻速轉動。
桿秤
它是測量物體質量的量度工具,是以提紐為轉動軸,根據杠桿平衡原理製造的。桿秤主要由秤桿、秤砣、秤鉤(或秤盤)等構成。如圖1-23所示。G表示桿秤的重力,B點是它的重點,未掛重物時若將 A點即為桿秤的「定盤星」。在秤鉤上加物W後,將秤砣從A點移到A' 力G相對應的刻度A'的位置。桿秤是我國勞動人民所發明並使用已久的測量工具,舊秤以斤,兩為單位計量,目前以千克計量。
力矩
又叫「轉矩」,是表示力對物體作用時,使物體發生轉動或改變轉動狀態的物理量。力矩是矢量。力矩的大小等於力與從轉軸到力的作用線的垂直距離之乘積。如果物體所受的力不在垂直於轉軸O的平面內,就必須把力分解成兩個分力:一個分力與轉軸平行;另一個分力是在轉動的平面內。只有轉動平面內的分力才可能改變物體的轉動狀態。因此,在力矩等於力跟力臂乘積的計算中,應理解力是在它的作用點的轉動平面內的分力。如這一點在力的作用線上,則力矩為零。如果若干個力同時作用在一個物體上,則合力矩是所有分力矩的代數和。一個處於平衡的物體,順時針方向力矩的和等於逆時針方向力矩的和,在國際單位制中,力矩的單位是米·牛頓。其方向用右手螺旋法則決定。在中學階段,因為只研究有固定轉軸的物體的平衡,力矩就只有兩種轉向。規定物體逆時針轉動的力矩為正,使物體順時針轉動的力矩為負。力矩愈大,使物體轉動狀態發生改變的效果就愈明顯。用大小相同的力推門時,力的作用點離轉軸愈遠,且方向垂直於門,力臂愈大,則推門愈省力。
力偶
大小相等、方向相反,但作用線不在同一直線上的兩個力叫作「力偶」。用雙手攻螺紋或用手旋鑰匙、水龍頭時,所施加的作用常是力偶。它能使物體發生轉動,或改變其轉動狀態。汽車駕駛員雙手轉動轉向盤時所施加的一對力就是一個力偶。力偶的轉動效果決定於力偶矩的大小。力偶矩等於其中任何一個力的大小和兩力作用線之間的垂直距離(力偶臂)的乘積。如圖1-24所示。如果作用力F的方向跟AB垂直,AB的長度等於d,那麼這個力偶的力偶矩(M)為: M=±Fd。 式中Fd為力偶矩的大小,符號用來表示力偶的轉向。規定力偶逆時針轉向取「+」,反之取「-」(也可規定,力偶順時針轉向取「+」,那麼力偶逆時針轉向就取「-」)。應注意:力偶中力的方向不跟AB垂直時,應像力矩那樣分解成垂直分量,再進行計算。力偶的轉矩(即力偶矩)和所繞著轉動的點無關。由於力偶的合力為零,它不能使物體產生位移,只能使物體發生轉動或改變物體的轉動狀態。
力偶矩
簡稱為「力偶的力矩」,亦稱「力偶的轉矩」。力偶是兩個相等的平行力,它們的合力矩等於平行力中的一個力與平行力之間距離(稱力偶臂)的乘積,稱作「力偶矩」,力偶矩與轉動軸的位置無關。力偶矩是矢量,其方向和組成力偶的兩個力的方向間的關系,遵從右手螺旋法則。對於有固定軸的物體,在力偶的作用下,物體將繞固定軸轉動;沒有固定軸的物體,在力偶的作用下物體將繞通過質心的軸轉動。
力偶臂
力偶之兩個力之間的垂直距離。見力偶條圖1-24所示。
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。半徑較大者是輪,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。當輪軸在作勻速轉動時,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。 即利用輪軸可以省力。若將重物掛在輪上則變成費力的輪軸,但它可省距離。輪軸的原理也可用機械功的原理來分析。輪軸每轉一周,動力功等於F×2πR,阻力功等於W×2πr。在不計無用阻力時,機械的 日常生活中常見的轆轤、絞盤、石磨、汽車的駕駛盤、手搖卷揚機等都是輪軸類機械。
滑輪
滑輪是屬於杠桿變形的一種簡單機械,是可以繞中心軸轉動的,周圍有槽的輪子。使用時,根據需要選擇。滑輪可分為定滑輪、動滑輪、滑輪組、差動滑輪等。有的省力,有的可以改變作用力的方向,但是都不能省功。
定滑輪
滑輪的軸固定不動,它實質上是一個等臂杠桿。動力臂和阻力臂都是滑輪的半徑r,根據杠桿原理Fr1=Wr2。它的機械利益為 變了動力的方向,如要把物體提到高處,本應用向上的力,如利用定滑輪,就可以改用向下的力,因而便於工作。
動滑輪
滑輪的軸和重物一起移動的滑輪。它實質上是一個動力臂二倍於阻力臂的杠桿。根據杠桿平衡的原理Wr=F·2r,它的機械利 改變用力的方向。其方向是與物體移動的方向一致。
滑輪組
動滑輪和定滑輪組合在一起叫「滑輪組」。因為動滑輪能夠省力,定滑輪能改變力的方向,若將幾個動滑輪和定滑輪搭配合並而成滑輪組,既可以改變力的大小,又能改變力的方向。普通的滑輪組是由數目相等的定滑輪和動滑輪組成的。而這些滑輪或者是上下相間地坐落在同一個輪架(或叫「輪轅」),或者是左右相鄰地裝在同一根軸心上。繩子的一端固定在上輪架上,即相當於系在一個固定的吊掛設備上,然後依次將繩子繞過每一個下面的動滑輪和上面的定滑輪。在繩子不受拘束的一端以F力拉之,被拉重物掛在活動的輪架上。對所有各段繩子可視為是互相平行的,當拉力與重物平衡時,則重物W必平均由每段繩子所承擔。若有n個定滑輪和n個動滑輪時, 且為勻速運動時,則所需之F力的大小仍和上面一樣。因此,在提升重物時才能省力。其傳動比乃為F∶W=1∶2n。注意,在使用滑輪組時,不能省功,只能省力,但省力是以多耗距離(即行程)為前題的。 前邊所分析的定滑輪、動滑輪以及滑輪組,都是在不計滑輪重力,滑輪與軸之間的摩擦阻力的情況下得出的結論。但在使用時,實際存在輪重和摩擦阻力,所以實際用的力要大些。
差動滑輪
即鏈式升降機,是一種用於起重的滑輪組。上面是由兩個直徑不同裝在同一個軸上的圓盤A、B組成的定滑輪。下面是一個動滑輪,用鐵索與上面的定滑輪聯結起來而成滑輪組。若大輪A的半徑是R,小輪B的半徑是r,如圖1-25所示。當動力F拉鏈條使大輪轉一周,動力F拉鏈條向下移動了2πR,大輪捲起鏈條2πR,此時小輪也轉動一周,並放下鏈條長2πr於是動滑輪和重物W上升的高度為 由於2R大於(R-r),差動滑輪的機械利益大於1,若提高機械利益,可加大兩輪的半徑同時縮小兩輪間的半徑差。這種機械,亦稱「葫蘆」,有手動,也有用電來驅動的。鏈條是閉合的,為防止滑輪和鏈條間的滑動,滑輪上有齒牙與鏈條配合運動。
斜面
簡單機械的一種,可用於克服垂直提升重物之困難。距離比和力比都取決於 簡單機械
傾角。如摩擦力很小,則可達到很高的效率。用F表示力,L表示斜面長,h表示斜面高,物重為G。不計無用阻力時,根據功的原理。得 FL=Gh。實驗證明,沿著光滑斜面向上拉重物數學要的拉力F小於重物的所受的重力G,即利用斜面可以省力,當斜面高度一定時,長度L不同的斜面所需的拉力也不同:L越長,F越小,越省力 傾角越小,斜面越長則越省力,但費距離。
螺旋
屬於斜面一類的簡單機械。例如螺旋千斤頂可將重物頂起,它是省力的機械。千斤頂是由一個陽螺旋桿在陰螺旋管里轉動上升而將重物頂起。根據功的原理,在動力F作用下將螺桿旋轉一周,F對螺旋做的功為F2πL。螺旋轉一周,重物被舉高一個螺距(即兩螺紋間豎直距離),螺旋對重物做的功是Gh。依據功的原理得 很小的力,就能將重物舉起。螺旋因摩擦力的緣故,效率很低。即使如此,其力比G/F仍很高,距離比由2πL/h確定。螺旋的用途一般可分緊固、傳力及傳動三類。
齒輪和齒輪組
兩個相互咬合的齒輪,在它們處於平衡狀態時,不省力,因為齒輪的實質是兩個等臂杠桿,所以咬合的齒輪不省力,只省圈數。
劈
亦稱「尖劈」,俗稱「楔子」。它是簡單機械之一,其截面是一個三角形(等腰三角形或直角三角形)。三角形的底稱作劈背,其他兩邊叫劈刃。施力F於劈背,則作用於被劈物體上的力由劈刃分解為兩部分,如圖1-26所示。P是加在劈上的阻力,如果忽略劈和物體之間的摩擦力,利用力的分解法,知P與劈的斜面垂直,P的作用可分成兩個分力:一個是與劈的運動方向垂直,它的大小等於P·cosα,對運動並無影響;另一個是與劈的運動方向相反的,它的大小等於P·sinα,對運動起阻礙作用。所以,當F=2P·sinα時劈才能前進,因而P與F大小之比等於劈面的長度和劈背的厚度之比,因此劈背愈薄,劈面愈長,就愈省力。劈的用途很多,可用來做切削工具,如刀、斧、刨、鑿、鏟等;可用它緊固物體,如鞋楦榫頭,斧柄等加楔子使之漲緊;還可用來起重,如修房時換柱起梁等。
功
是描述物體狀態改變過程的物理量,能量變化的量度。功的概念來源於日常生活中的「工作」一詞。在物理學中,它有特殊的含義。當物體在恆力F的作用下,力的作用點的位移是S時,這個功就等於力跟距離的乘積。對初中學生來說,只要明確「在力的作用下,物體沿力的方向通過了一段距離,那麼這個力就對物體做了功」,這是指物體在恆力作用下,沿力的方向作單向直線運動的情況,所以對功的計算可用公式W=FS。當物體在恆力作用下,作非單向直線運動,如豎直上拋運動、平拋運動、斜拋運動等等,物體受力方向和運動方向不一定是一致時,對功的理解應加深為「力對物體所做的功,等於力的大小、力的作用點的位移大小,力和位移間夾角的餘弦三者之乘積」即W=FScosα。式中W表示外力F對物體所做的功,S表示物體移動的路程,α表示F與S之間的夾角。根據公式研究力對物體做功的一些情況: 1.當α=0°時,W=FS,力對物體做正功; 2.當0°<α<90°時,1>cosα>0,則力F的有效分力Fcosα和物體的運動方向一致,力F對物體做正功; 3.當α=90°時,cosα=0,則W=0,此時力F對物體不做功; 4.當180°>α>90°時,-1<cosα<0,則W<0,即W為負值。在這種情況下F對物體做負功,也可說成物體克服阻力F做功; 5.當α=180°時,則W=-FS,這時力F對物體做負功,或者說成物體克服阻力F做功。 必須注意:在研究有關「功」的問題時,應分清有沒有做功,誰在做功。功是一個只有大小而沒有方向的物理量,它是標量而不是矢量。至於正功和負功,不過是區別外力對物體做功還是物體克服阻力做功,或用來表示力與路程同向還是反向,並不是功有方向性。 功是力對空間的累積效應。力對物體做功,使物體發生位置或運動狀態的改變,因而也就發生了機械能的改變。功即是反映在這一過程中,物體機械能改變多少的物理量。在力學中功的狹義概念僅指機械能轉換的量度;而在物理學中功的廣義概念指除熱傳遞外的一切能量轉換的量度。所以功也可定義為能量轉換的量度。一個系統總能量的變化,常以系統對外做功的多少來量度。能量可以是機械能、電能、熱能、化學能等各種形式,也可以多種形式的能量同時發生轉化。功的單位和能量單位一樣,在國際單位制中,都是焦耳。 計算變力做功是把運動的軌跡分成許許多多無限小的小段,在每個小段內,可以把力看作為恆力,按恆力做功的定義來計算在各個小段內所做的功,最後把各個小段的功加起來,就是變力做的功,即A=ΣFi·ΔSi,如果力和位移都是連續的,則可用積分法計算,
功的原理
亦稱「機械功的原理」。即動力對機械所做的功等於機械克服阻力所做的功。也就是說利用任何機械都不能省功。動力功W動,又稱輸入功或總功。阻力功W阻,包括克服有用阻力所做的W有用(又稱輸出功)和克服無用阻力所做的W無用(又稱損失功),即W動=W阻=W有用+W無用。也可寫成W輸入=W輸出+W損失。功的原理是機械的基本原理。要省力就要多移動距離,要少移動距離就要多用力,使用任何機械都不能省功。在機械做功過程中,只有在不存在無用阻力,機械本身作勻速運動的理想情況下,有用功才等於總功,效率為100%。事實上,必然存在無用阻力,效率一定小於100%,也就是說使用任何機械,在實際情況下總是費功的。應明確,只有在理想情況下,有用功才等於總功。
正功
作用力的方向和力的作用點的位移方向之夾角小於90°且大於或等於0°時(即α為銳角),根據公式作用力A做正功。當力F與位移S夾角α=0°時,W=FScos0°=FS,F做最大正功;0°<α<
負功
當作用力方向與力的作用點位移方向夾角大於90°且小於或等於180°時,這時cosα<0,根據公式功為負。力對物體作負功-A就代表受力作用的物體克服阻力作了正功A。這兩種說法描述的是同一物理過程。例如,空氣壓縮機中空氣對活塞作負功,也可以說成是活塞克服空氣的壓力作正功。又如,汽車緊急制動,車輪停止轉動,輪胎在地面上滑動,這時摩擦力對汽車作負功,反過來也可以說汽車克服摩擦力作正功。
功率
功跟完成這些功所用時間的比值叫做「功率」。最初定義功率為「單位時間里完成的功」,它是指做功快慢不變的情況,初中學生易於掌握。「功跟完成這些功所用時間的比值」這一定義功率,對於做功快慢不變的情況,既表示平均功率,又表示即時功率。對於做功快慢不均勻的情況,如時間取得長些,則為平均功率;時間趨於零,這一 率,只能表示機器在一段時間t內的平均功率。而由公式P=Fv計算出來的功率就有了不同的含義。若速度v代表平均速度,那麼P代表平均功率,如果v代表即時速度,那麼P就代表機器在某瞬時的即時功率。 公式中力是一個矢量,速度也是一個矢量,而功率卻是一個標量。 方法,一為「標積」;一為「矢積」。兩矢量的「標積」為一標量,其大小(к)為兩矢量的大小和兩矢量夾角的餘弦的乘積,用公式表示為 式P=Fv中,實際上P應為 矢量和 矢量的標積,即 所以得到的功率P應為一標量。 關於公式P=Fv,中F與v成反比的關系,應明確,不能脫離具體條件,防止得出謬誤的結果。因為機器的牽引力要受速度的限制,又受機器的構造、運轉條件等限制,任何機器在設計製造時,已規定了它的正常功率和最大作用力。超過最大作用力范圍,牽引力和速度成反比這一關系就不能適用。另一方面也不能使機器的牽引力趨近於零,而使機器的速度無限制地增加。因為任何機器在工作時要受到阻力作用,阻力還與機器運轉的速度有關。即使在沒有負載的情況下,機件間的摩擦阻力仍然存在。為維持機器的運轉,發動機的牽引力不能小於它所受的阻力。因而它的速度也不能無限增加。因此,任何機械在有一定的最大輸出功率的同時,還具有一定的最大速度和最大作用力。 功率的常用單位是瓦特(焦耳/秒),簡稱瓦,單位符號W。瓦特這個單位較小,技術上常用千瓦做功率的單位。過去還有爾格/秒、牛頓·米/秒、千克力·米/秒。 間t內的平均功率。當物體受恆力作用時也可表示為P=F 。式中 表示某段時間的平均速度。平均功率隨所取的時間不同而不同,因此在談到平均功率時,一定要指出是哪一段時間內的平均功率。參閱功率條。
即時功率
即「瞬時功率」,簡稱功率。描述機械在某一瞬間作 物體運動即時速度的乘積。作平均速度時,P當然代表平均功率,如果作即時速度,那麼P就代表機械在某瞬時的即時功率。當作勻速運動時,即時功率和平均功率相同 杠桿概念:當動力點離支點的距離小於阻力點離支點的距離時,省力。 當動力點離支點的距離大於阻力點離支點的距離時,費力。 當動力點離支點的距離等於阻力點離支點的距離時,不省力也不費力。
編輯本段分類法
第一種分類法
第一類杠桿:是動力F和有用阻力W分別在支點的兩邊。這類杠桿 不省力也不費力。例如,剪金屬片用的剪刀,刀口很短,它的機械利益遠大於1 。這是因為金屬板很硬,刀口短,刀把長,即動力臂大於阻力臂,可以少用力。屬於這種情況的杠桿還有克絲鉗等。家庭裁衣剪布用的剪刀,把與刃基本是等長的,即動力臂等於阻力臂,屬於不省力也不費力的類型。因為布的厚度較薄,不需太大的力,剪布要直故刀口要長些,為此用力不大,布剪的也直。屬於這種類型的還有物理天平。又如理發用的剪刀,刀口很長,即動力臂小於阻力臂,它的機械利益小於1。這是因為剪發本來不需要多大的力,刀口長一些,能夠剪得快一些和齊一些。 第二類杠桿:是支點和動力點分別在有用阻力點的兩邊。這類杠桿的動力臂大於阻力臂,其機械利益總是大於1,所以總是省力的。例如,用鍘刀鍘草、獨輪車等都是這類杠桿。 第三類杠桿:是支點和有用阻力點分別在動力點的兩邊,這類杠桿的動力臂小於阻力臂,其機械利益總是小於1,所以總是費力的。例如,縫紉機的腳踏板、夾食品的竹夾子都屬於這類杠桿。
第二種分類法
第一類杠桿:是省力的杠桿,即動力臂大於阻力臂。例如,羊角錘、木工鉗、獨輪車、汽水板子、鍘刀等等。 第二類杠桿:是費力的杠桿,即動力臂小於阻力臂。如鑷子、釣魚桿、理發用的剪刀。 第三類杠桿:不省力也不費力的杠桿,即動力臂等於阻力臂。其機械利益等於1。如夭平、定滑輪等。
⑽ 牙齒是杠桿嗎他是怎麼咬東西的
牙齒是杠桿!
東西是阻力,
肌肉產生動力
下頜骨有一個支點