杠桿原理的三要素是:力、支點、力臂。
杠桿原理 ,物理學力學定理,古希臘科學家阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中提出了杠桿原理。
杠桿又分成費力杠桿、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。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。
答:杠桿的三要素是支點、動力、阻力。支點就是杠桿繞著轉動的點;動力就是使杠桿轉動的力;阻力就阻礙杠桿轉動的力。所以動力對杠桿的作用與阻力對杠桿的作用是使杠桿的轉動方向相反,因為這樣才能使杠桿平衡。其實杠桿除上面三個要素,還有動力臂和阻力臂二個要素。
原理簡介
杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(動力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂或反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F? L1=W?L2。式中,F表示動力,L1表示動力臂,W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。
概念分析
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。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。
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:支點到受力點距離(力矩) * 受力 = 只點到施力點距離(力臂) * 施力,這樣就是一個杠桿。
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 (力臂 > 力矩);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,我就能把地球挪動!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。