Ⅰ 中国古代对杠杆原理的运用有哪些
物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫作杠杆。我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛。
杠杆的使用可以追溯到原始人时期。石器时代,人们所用的石刃、石斧,都用天然绳索把它们和木柄捆绑在一起,或者在石器上钻孔,装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则:延长力臂可以增大力量。
桔槔在春秋时期就相当普遍,是我国农村历代通用的旧式提水器具。是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶,用于汲水。
杠杆是最简单的机械,杠杆的使用或许可以追溯至原始人时期。当原始人拾起一根棍棒和野兽搏斗,或用它撬动一块巨石,他们实际上就是在使用杠杆原理。
石器时代人们所用的石刃、石斧,都用天然绳索把它们和木柄捆束在一起;或者在石器上钻孔,装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则:延长力臂可以增大力量。
杠杆在我国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点,一端挂上重物,另一端挂上砝码或秤锤,就可以称量物体的重量。
南朝宋时的画家张僧繇所绘的《二十八宿神像图》中,就有一人手执一根有个支点的秤。
可变换支点的秤是我国古代劳动人民在杆秤上的重大发明,表明了我国古人在实践中已经完全掌握了杆秤的原理。
迄今为止,考古发掘的最早的秤是在湖南省长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。它是公元前4世纪至公元前3世纪的制品,是个等臂秤。不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。
唐宋时期,民间出现一种铢秤,它有两个支点即两根提绳,可以不需置换秤杆,就可称量不同重量的物体。这是我国人在衡器上的重大发明之一,也表明我国先民在实践中完全掌握了杠杆原理。
《墨经》一书最早记述了秤的杠杆原理。《墨经》把秤的支点到重物一端的距离称作“本”,今天通常称“重臂”;把支点到杆一端的距离称作“标”,今天称“力臂”。
《墨经•经下》记载:称重物时秤杆之所以会平衡,原因是“本”短“标”长。
它指出,第一,当重物和权相等而衡器平衡时,如果加重物在衡器的一端,重物端必定下垂;第二,如果因为加上重物而衡器平衡,那是本短标长的缘故;第三,如果在本短标长的衡器两端加上重量相等的物体,那么标端必下垂。
墨家在这里把杠杆平衡的各种情形都讨论了。他们既考虑了“本”和“标”相等的平衡,也考虑了“本”和“标”不相等的平衡;既注意到杠杆两端的力,也注意到力和作用点之间的距离大小。
虽然他们没有给我们留下定量的数字关系,但这些文字记述肯定是墨家亲身实验的结果,它比阿基米德发现杠杆原理要早约200年。
桔槔也是杠杆的一种,是古代的取水工具。作为取水工具,一般用它改变力的方向。为其他目的使用时,也可以改变力的大小,只要把桔槔的长臂端当做人施加力的一端就行。
桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶。一起一落,吸水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处。
桔槔早在春秋时期就已相当普遍。如下两条记载反映了春秋战国时使用桔槔的地区主要是经济比较发达的鲁、卫、郑等国。
桔槔的结构,相当于一个普通的杠杆。在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,横杆的一端用一根直杆与汲器相连,另一端绑上或悬上一块重石头。当不汲水时,石头位置较低;当要汲水时,人则用力将直杆与吸器往下压。
与此同时,另一端石头的位置则上升。当汲器汲满后,就让另一端石头下降,石头原来所储存的位能因而转化,通过杠杆作用,就可能将汲器提升。这样,汲水过程的主要用力方向是向下。
这种提水工具,由于向下用力可以借助人的体重,因而给人以轻松的感觉,也就大大减少了人们提水的疲劳程度。桔槔延续了几千年,是我国古代社会的一种主要灌溉机械。这种简单的汲水工具虽简单,但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。
Ⅱ 哪些工具是根据杠杆的平衡原理制成的
天平和杆秤都是测量物体—质量—的工具,他们都是根据—杠杆平衡—原理制成的,不同的是天平是等臂杠杆,而杆秤的两臂—— 不相等.
相信我,不会错.
Ⅲ 那些东西是有杠杆原理的
杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1 L1=F2L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。 古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言:“假如给我一个支点,我就能把地球挪动!”这句话有着严格的科学根据. 阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”,然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。这些公理是:(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下倾;(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替(5)相似图形的重心以相似的方式分布…… 正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上的桅般顺利下水,在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。 编辑本段概念分析 在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如欲省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离,是不可能实现的。正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。 杠杆的支点不一定要在中间,满足下列三个点的系统,基本上就是杠杆:支点、施力点、受力点。 其中公式这样写:支点到受力点距离(力矩) * 受力 = 支点到施力点距离(力臂) * 施力,这样就是一个杠杆。 杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆,两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚踩的打气机,或是用手压的榨汁机,就是省力杠杆 (力臂 > 力矩);但是我们要压下较大的距离,受力端只有较小的动作。另外有一种费力的杠杆。例如路边的吊车,钓东西的钩子在整个杆的尖端,尾端是支点、中间是油压机 (力矩 > 力臂),这就是费力的杠杆,但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离,尖端的挂勾就会移动相当大的距离。 两种杠杆都有用处,只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外有种东西叫做轮轴,也可以当作是一种杠杆的应用,不过表现尚可能有时要加上转动的计算。 古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言:"假如给我一个支点,我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句,更是有着严格的科学根据的。 编辑本段杠杆分类 杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征: 1.省力杠杆:L1>L2, F1<F2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀,瓶盖扳子等。 2.费力杠杆: L1<L2, F1>F2,费力、省距离,如钓鱼竿、镊子等。 3.等臂杠杆: L1=L2, F1=F2,既不省力也不费力,又不多移动距离,如天平、定滑轮等。
Ⅳ 杠杆平衡的原理是什么
要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。
式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。因此要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。
在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如果想要省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。
(4)利用杠杆平衡原理的还有什么扩展阅读:
杠杆原理基本有3种类型,第一类的杠杆例子是天平、剪刀、钳子等,第二类杠杆的例子是开瓶器、胡桃夹,第三类杠杆如锤子、镊子等。
杠杆分为3种杠杆。第一种是省力的杠杆,如:开瓶器等。第二种是费力的杠杆,如:镊子等。第三种是既不省力也不费力的杠杆,如:天平、钓鱼竿等。
还有工程上的吊车,滑轮等。
Ⅳ 杠杆平衡的原理
杠杆原理就是“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力版和阻力)权的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中。
F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
(5)利用杠杆平衡原理的还有什么扩展阅读:
在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆,如欲省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离,是不可能实现的。
杠杆原理基本有3种类型,第一类的杠杆例子是天平、剪刀、钳子等,第二类杠杆的例子是开瓶器、胡桃夹,第三类杠杆如锤子、镊子等。 杠杆分为3种杠杆。第一种是省力的杠杆,如:开瓶器等。第二种是费力的杠杆,如:镊子等。第三种是既不省力也不费力的杠杆,如天平等。
参考资料来源:网络-杠杆平衡
Ⅵ 利用杠杆这一原理,可以做什么事情
杠杆又分成费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆,杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1·L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。生活中很多方面都是采用杠杆原理,比如扫把、撬动东西等。
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Ⅶ 杠杆的原理的原理是什么
要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。专即:动力×动力臂=阻力属×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。因此要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。
在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如果想要省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。
当杠杆的动力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时是省力杠杆,反之则是费力杠杆。杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
杠杆原理的应用:
1、省力杠杆:L1>L2, F1<f2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀,瓶盖扳子等。
2、费力杠杆: L1<L2, F1>F2,费力、省距离。如钓鱼竿、镊子等。
3、等臂杠杆: L1=L2, F1=F2,既不省力也不费力,又不多移动距离。如天平、定滑轮等。
Ⅷ 列举生活中利用杠杆平衡原理的例子。
挖掘机
锻炼器械
铁锨
剪刀
撬杠
开瓶器
钳子多了去了
Ⅸ 什么杠杆平衡原理
动力臂*动力=阻力臂*阻力