㈠ 獨輪車的力學分析
車輪的敏感度依據地面崎嶇程度而改變。
車輪的大小直接影響了獨輪車的表現。車輛必須夠大才能在崎嶇的路面上不被卡住。這樣亦令車輪更有效率。雖然改變車輪的懸臂(Cantilever)位置可以增大車輪的大小,但是研究指出車輪增大的程度有其極限。
縱向位置分析
雖然依靠車輪去減少前進的阻力,但是使用了單一車輪(或是單一軸心)不能避免操縱者需要支撐部分負載的事實。對獨輪車的其中一樣主要關注的地方正是其靜態力學的研究。
外加的作用力
考慮獨輪車在平地平衡的狀態下,提出了三個在外施加的作用力。 代表獨輪車本身及其負載的重量的力,施加在重心 上。 代表車輪對獨輪車底盤的作用力,施加在車輪連結中心 上。之前對車輪的個別研究證實如果車輪和獨輪車底盤間的支點是完美的話(即沒有摩擦力),此作用力與地面為垂直的。 代表操縱者在手柄施加在一點 的作用力,由以下研究得出。 獨輪車在三種力間達至的平衡。
由牛頓運動定律中的慣性定律可以得出兩個有關以上三種力的關系: 力的總和為0:(1) : 力矩的總和為0:而假定車輪中心為,可以得出以下關系: (2) : 操縱者需要負擔的力量
首先,由於負載的重量及地面的作用力均是垂直的,如果要滿足條件(1)的話,則操縱者本身所施加的力也必須要垂直。以車輪本身為固定點的話,則操縱者本身要施加向上垂直的力才可以和負載的向下的力取得平衡。依照操縱者和車輪本身需要共同分擔負載的事實而改變的方程式如下: (1) : 其強度為:而把固定點放在車輪 後, 被消去而得出負載 與操縱者的作用力 的力矩 的直接關系: (2) : 而透過擴展力矩的方程式,可以得出:,或是 以上闡述了發生在車輪上的杠桿原理的關系。而為了節省操縱者負擔負載所需的力量,有以下三種不同方法:減少負載,從而減少 ,則會有違當初使用獨輪車的目的。可以用以下方式:增加 ,即增加連結支架的長度,但當長度增加至某極限便會令獨輪車難於操縱。減少 ,把此原理發揮至極限便會把負載放在車輪上。達至操縱者不需要任何力量便可以支撐負載,經典例子如人力車。以上原理亦應用在手推車上,從而能夠移動較重的貨物。而手推車為了增加可以負擔的負載,減少了車輪的大小從而減少本身重量,但是因此便犧牲了在崎嶇路面的穩定性。而為了解決穩定性的問題而由單輪改變為兩輪車。除此之外,因為歷史的演進,手推車底架變得撓起亦有助重心接近車輪,達到減少的效果。 而把支撐負載由車輪承擔後,如果要移動獨輪車,便只要施加與地面平衡的作用力,其強度等於其加速度及質量的積。而此加速與獨輪車的結構並無關系。而此情況在兩輪或是四輪的運貨馬車都是一樣的。而移動的順暢度則視乎地面情況,在堅實的路面行走會比高草或泥濘的路面行走容易得多。
斜坡的平衡
當獨輪車在斜坡上時,地面的作用力方向便不再與獨輪車的重量平行,因此而需要操縱者的加入才能平衡。
上坡中的獨輪車。
上坡情況
在向上推的情況,三種力的交會點在地面上,而操縱者必須向上施力才能平衡獨輪車。如果操縱者不方便地把獨輪車的平面支撐著的話,則操縱者附出的作用力仍然合理。獨輪車在上斜及落斜是的外表相同,操縱者本身均需要抵消摩擦力。而與在平地行走相比,推上斜坡需要大得多的力量。
下坡中的獨輪車。
下坡情況
而向下移動時,情況便相反,三種力的交會點在地面下。研究及事實指出操縱者本身需要比平地時施加差不多的力。負載的內容則會加重了問題,特別如果負載是液體的情況。如果在上斜的情況操縱者可以提高獨輪車的平面,但落斜的情況便不可能因為獨輪車的支撐腳會撞到地面。
橫向位置分析
在正前方觀察獨輪車便會考慮到獨輪車有搖晃翻倒的危機。因為在中央有車輪的關系,令情況像一個倒杠桿,而操縱者本身便要維持獨輪車的左右平衡。
作用力方向實際上的不平行
當獨輪車在載入穩定的負載下直立,操縱者以相等的力量提升手柄。問題在於載入的負載不穩定或是獨輪車並不是完美地垂直。在此情況下獨輪車重量的作用力便不再與車輪對地面的作用力在同一個垂直平面上。此差距產生一個引致翻側的力偶,令操縱者必須在相反的手柄施加作用力才能抵消。
研究指出地面與車輪間有摩擦力,而其作用力的方向可以傾側。實際上即使在摩擦系數近乎零的冰面上,獨輪車仍然可以沒有問題地轉動。此必須的摩擦力並沒有為獨輪車的前進帶來阻礙,而來自側面的摩擦力則像是以路軌指導車輪行走。
假定翻側發生的情況
現今的定量研究的注意力放在獨輪車維持翻側階段的粗略分析。其假設令獨輪車翻側的作用力只放在其中一個手柄上,而力矩間的平衡的描述提供了獨輪車重量與操縱者發出的作用力的關系。
在前方視點的獨輪車,包括平衡及翻側狀態。
車輪與地面在接觸瞬間的作用力: , 所以.而以操縱者發出的作用力為視點的話: .注意因為選擇了最佳的研究角度,所以以上數值只是最小的力量。為了減少操縱者需要發出的作用力可以減少負載 ,但與使用目的相反。 降低重心 ,但需要減少車輪的大小或像上一點一樣要減少負載。提高手柄 及加長 。 最後方法就是不要翻側獨輪車,在三角函數 顯示一個微弱的傾側(幾度)不會構成問題,但傾側角度繼續增加會令情況急速變壞。如果負載是液體的話,由於傾側令其形態改變,會導致重心同時往易於傾側的方向轉移而令情況惡化。
㈡ 獨輪車搬運磚頭的情景獨輪車搬運磚頭時杠桿示意圖
由圖可知,支點在車輪與地面接觸處;獨輪車在使用過程中,動力臂大於阻力臂,所以該獨輪車是一個省力杠桿.
根據杠桿平衡條件可得:FL 1 =GL 2 ,
即:F×1m=1400N×0.2m,
解得F=280N.
故答案為:省力;280.
㈢ 獨輪車為什麼是省力杠桿,鐵鍬、縫紉機腳踏板為什麼時費力杠桿
要會判斷支點在哪裡,動力臂、阻力臂在哪裡。
省力杠桿: 動力臂大於阻力臂。
獨輪車的支點是輪子那裡,動力在遠端人手那裡,動力臂比較長。阻力就是貨物,人手的力到支點的距離比貨物的重力到支點的距離長,所以是省力杠桿。
費力杠桿:動力臂小於阻力臂。
鐵鍬的支點在人後面那隻手上,前面的手是動力,阻力是你要挖的東西。
人手離支點較近,要挖的土地離支點比較遠,動力臂小於阻力臂,∴是費力杠桿。
㈣ 獨輪車是什麼梗
獨輪車的意思是就是一個人一直刷同一句話,他/她會一直不斷的刷一句相同的話,也可以稱作是復讀機。
獨輪車原本是個插件名字,專門就用來發彈幕的,主要使用場景是直播平台里。
使用獨輪車這一類插件發彈幕,類似優點是刷直播人氣、存在感的一種方式,比如說自己喜歡的主播直播間聊天人數少、人氣低,那麼就有人用這類插件來幫忙刷彈幕。
另外也有人將獨輪車這種插件用來攻擊某些不喜歡的主播,讓這位主播的直播間充滿了各種負面的彈幕,影響到其他用戶觀眾的體驗,想要用這種方式來惡心主播和觀眾。
(4)杠桿解釋獨輪車擴展閱讀
獨輪車利用杠桿原理而把負載的抗力點的靠近支點(即車輪)而令本身運作有效率,亦把負載分擔在獨輪車及操縱者之上。因為獨輪車令笨重或大量的負載移動變得輕松,所以它在建築工地、農地、花園中都是不可或缺的。
古代獨輪車的創始者據說就是三國時的蜀相諸葛亮,它的前身就是木牛流馬。這種獨輪車,在北方漢族與排子大車相比身形較小,俗稱「小車」。
㈤ 初中物理:杠桿原理 搬運磚車的獨輪車,車箱和磚頭所受的總重力G=1000N,獨輪車的有關尺寸如圖
車軸是支點 G是阻力,L2是阻力臂。人用的力是動力,L1是動力臂。
由杠桿平衡條件可得
G.L2=F.L1
F=G.L2/L1=1000N*0.3m/1m=300N
☆希望對你有幫助☆
☆請及時點擊【採納為滿意回答】按鈕☆
☆手機提問的朋友請在客戶端右上角點評價的【滿意】☆
☆你的採納是我前進的動力☆
㈥ 推車時獨輪車屬於什麼杠桿
獨輪車在使用過程中,動力臂大於阻力臂,是省力杠桿.
由杠桿的平衡條件可知:
F×L 動 =G×L 阻 ,
即F×1m=800N×0.3m,
解得:F=240N;
故答案為:省力;240.
㈦ 獨輪車屬於什麼杠桿
我來了,獨輪車屬於省力杠桿,對不對呀
㈧ 獨輪車搬運磚頭的杠桿示意圖
以車輪的中點為支點,磚頭的重力為阻力,阻力一定,把磚頭放在車箱A區域時的阻力臂小於放在B區域時的力臂,根據杠桿平衡的條件可知,把磚頭放在車箱A區域,抬起車把時更省力; 當所用的力力臂最大時,所用的力最小,而最大的力臂等於支點到車把最右端的距離,則當力作用在C點且與OC連線垂直向上時,力最小.如圖所示: 故答案為:A.
㈨ 獨輪車是等臂杠桿,省力杠桿還是費力杠桿
省力杠桿!
支點是車輪上面,阻力點在車廂,動力電在後面的手把上!
㈩ 獨輪車。怎樣應用杠桿
支點在輪子軸上