机器人等级考试-杠杆的原理和应用

发布日期:2019-07-12 19:19:23 作者:开智科教

杠杆原理
在前面的内容当中我们说过扳手利用的是杠杆原理,而跷跷板就是最基本的杠杆结构。
杠杆是能绕某一固定点转动的杆。对于跷跷板来说,跷板这个杆能够绕支架上的点旋转,而扳手这个杆能够绕螺丝的中心轴旋转。在杠杆结构中,那个固定的点称为支点。
支点两边力的关系是:
一边的X物体到支点的跖尚=另一边爪从X边物体到支点的距。
 
杠杆原理的公式是:F,L,=F2L2
 
在跷跷板中,当一边小朋友的重设乘以他到支点的距离等于另一边小朋友的®S:乘以他到支点的距离时,跷跷板是平衡的;否则就是哪边乘积大,哪边就会往下沉。
 
也就是说,当两边的小朋友坐的位Pi离中心支点距离一样时,跷跷板为一种等臂扛杆,此时哪边的小朋友重大,哪边就会沉下来。
 
而如果ffliit轻的小朋友尽1:的向后坐,此时,他到支点的距离变大了,重量和距离的乘积也就变大了,这样m量轻的小朋友就有可能把比自己重的小朋友翘起来啦。
 
杠杆的起源
 
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传很久的名言:“给我一个支点,我就能撟起整个地球!”这句话便是说杠杆原理。
 
关于阿基米德推动地球的说法,是他在亚历山大留学时候的事。
 
当时他从埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍受到启发,发现可以借助一种杠杆来达到省力的目的,同时还发现手握的地方到支点的这一段距离越长,就越畨力气。
由此他提出了这样一个定理:力臂和力(重量)的关系成反比例,这就是杠杆原理,用现在的表达方式表述就是:动力x动力臂=阻力x阻力臂。
 
为此,他曾给当时的国王亥尼洛写信说:“我不费吹灰之力,就可以随便移动任何重量的东西。只要给我一个支点,给我一根足够长的杠杆,我连地球都可以推动。”
 
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。
 
杠杆原理的五要素是:
 
动力点:使杠杆转动的力叫做动力,施力的点叫动力作用点。
 
动力臂:从支点到动力作用线的垂宵距离叫做动力臂。
 
支点:杠杆绕着转动的固定点叫做支点。
 
阻力点:P且碍杠杆转动的力叫做阻力,施力的点叫阻力作用点。
 
阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂。
 
说明:通过力的作川点沿力的方向的;a线叫做力的作用线。
 
扛杆的分类
 
生活中的杠杆按照施加动力的大小分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
 
说明:mm.费距离中的距谢指的足力的作w点运动的距离,而不足力到支点的距尙。
 
3.6杠杆的应用
我们在生活中应用杠杆原理的时候并不是都要使用省力杠杆,而是要看具体的情况。荷些情况下是为了省力,而有些情况下是为了节省距离。为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;为了省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。
 
 
在杠杆结构中要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。耍想又畨力而又少移动距离,逛+可能实现的。下面我们就来列举一些生活中常见的杠杆结构,大家可以分析一下其中包含的扛杆五要素。
 
费力杠杆:镊子、钓鱼竿、筷子等,费力杠杆的应用主要是为了省距离。
 
省力杠杆:榨汁器、胡桃钳,门把手,扳手,铁钳,指甲刀等,省力杠杆的应用为了省力。
 
等力杠杆:天平,主要用干测®两侧物体质M。
 
 
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