機器人等級考試-杠桿的原理和應用

發布日期:2019-07-12 19:19:23 作者:開智科教

杠桿原理
在前面的內容當中我們說過扳手利用的是杠桿原理,而蹺蹺板就是最基本的杠桿結構。
杠桿是能繞某一固定點轉動的桿。對于蹺蹺板來說,蹺板這個桿能夠繞支架上的點旋轉,而扳手這個桿能夠繞螺絲的中心軸旋轉。在杠桿結構中,那個固定的點稱為支點。
支點兩邊力的關系是:
一邊的X物體到支點的跖尚=另一邊爪從X邊物體到支點的距。
 
杠桿原理的公式是:F,L,=F2L2
 
在蹺蹺板中,當一邊小朋友的重設乘以他到支點的距離等于另一邊小朋友的®S:乘以他到支點的距離時,蹺蹺板是平衡的;否則就是哪邊乘積大,哪邊就會往下沉。
 
也就是說,當兩邊的小朋友坐的位Pi離中心支點距離一樣時,蹺蹺板為一種等臂扛桿,此時哪邊的小朋友重大,哪邊就會沉下來。
 
而如果ffliit輕的小朋友盡1:的向后坐,此時,他到支點的距離變大了,重量和距離的乘積也就變大了,這樣m量輕的小朋友就有可能把比自己重的小朋友翹起來啦。
 
杠桿的起源
 
古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳很久的名言:“給我一個支點,我就能撟起整個地球!”這句話便是說杠桿原理。
 
關于阿基米德推動地球的說法,是他在亞歷山大留學時候的事。
 
當時他從埃及農民提水用的吊桿和奴隸們撬石頭用的撬棍受到啟發,發現可以借助一種杠桿來達到省力的目的,同時還發現手握的地方到支點的這一段距離越長,就越畨力氣。
由此他提出了這樣一個定理:力臂和力(重量)的關系成反比例,這就是杠桿原理,用現在的表達方式表述就是:動力x動力臂=阻力x阻力臂。
 
為此,他曾給當時的國王亥尼洛寫信說:“我不費吹灰之力,就可以隨便移動任何重量的東西。只要給我一個支點,給我一根足夠長的杠桿,我連地球都可以推動。”
 
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作“不證自明的公理”,然后從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。
 
杠桿原理的五要素是:
 
動力點:使杠桿轉動的力叫做動力,施力的點叫動力作用點。
 
動力臂:從支點到動力作用線的垂宵距離叫做動力臂。
 
支點:杠桿繞著轉動的固定點叫做支點。
 
阻力點:P且礙杠桿轉動的力叫做阻力,施力的點叫阻力作用點。
 
阻力臂:從支點到阻力作用線的垂直距離叫做阻力臂。
 
說明:通過力的作川點沿力的方向的;a線叫做力的作用線。
 
扛桿的分類
 
生活中的杠桿按照施加動力的大小分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿。
 
說明:mm.費距離中的距謝指的足力的作w點運動的距離,而不足力到支點的距尙。
 
3.6杠桿的應用
我們在生活中應用杠桿原理的時候并不是都要使用省力杠桿,而是要看具體的情況。荷些情況下是為了省力,而有些情況下是為了節省距離。為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;為了省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。
 
 
在杠桿結構中要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。耍想又畨力而又少移動距離,逛+可能實現的。下面我們就來列舉一些生活中常見的杠桿結構,大家可以分析一下其中包含的扛桿五要素。
 
費力杠桿:鑷子、釣魚竿、筷子等,費力杠桿的應用主要是為了省距離。
 
省力杠桿:榨汁器、胡桃鉗,門把手,扳手,鐵鉗,指甲刀等,省力杠桿的應用為了省力。
 
等力杠桿:天平,主要用干測®兩側物體質M。
 
 
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