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杠杆原理的推广

发布时间:2023-04-02 10:40:25

杠杆原理的推导

杠杆原理是通过实验得出的结论,不是从其他公式推导而来的。

Ⅱ 杠杆原理是怎样做出的

原理简介
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,我就能撬起整个地球!”这句话有着阿基米德严格的科学根据。(阿基米德是古希腊著名的科学家,许多问题在阿基米德的头脑下都解决了)

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杆顺利下水,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。
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。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:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1=F2×l2这样就是一个杠杆。动力臂延伸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 > 力距);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,就能撬起地球"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。
希望能帮到你,麻烦给“好评”

Ⅲ 谁能给我讲讲杠杆原理

一个平衡的杠杆(不一定要水平,只要不动或者保持匀速运动就行):
确定一个支点O(任何受力的点都可以,选最好算的)
在杠杆上正好有两个作用力F1和F2,过O作F1 F2所在支线的垂线,长度为L1 和L2,这就是所谓的动力和阻力,动力臂和阻力臂(其实是人为确定的)
有关系式F1×L1=F2×L2

以上是初中物理的定义,更高级、更严谨的在下面,简单来说就是:
设杠杆绕支点O随意转动,则顺时针方向的力的总和等于逆时针方向力的总和。
所以不一定要求两个力分别在支点的两侧,只需要顺时针力做的功等于逆时针做的力的负功就可以是杠杆保持平衡。
从这个方面又可以将杠杆原理推广到滑轮、差动滑轮等等。

Ⅳ 杠杆原理在生活中的应用有哪些

杠杆原理在生活中的应用非常广泛,省力杠杆有羊角锤、开屏器、老虎钳、修枝剪刀等;费力杠杆有筷子、镊子、钓鱼竿、扫帚、船桨等;等臂杠杆有天平、定滑轮、跷跷板等。在使用杠杆时,为了省力,应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;想要省距离,应

Ⅳ 杠杆有什么作用

好久没写问答了,今天偶然看到这个问题,翻看一下,竟然没有科学领域的作者留下专业的回答。不知道是不是他们都觉得这个问题太简单了,毕竟只是一个初中物理的内容,然而在我眼里这个问题虽然简单,但是普适的。我们经验中的所有机械、大到宇宙、小到量子都符合杠杆原理。下面就来详细说说。
什么是杠杆?
这有什么好说的吗?给我一个支点,就能撬起整个地球,阿基米德的这句话尽人皆知。最简单的杠杆就是跟不容易发生形变的横梁再加上一个坚固的支点,它的特点是,垂直作用于杆两端的作用力与该端到支点距离的乘积相等(或者是力与力到作用点的垂直距离的积),用数学表示就是F1×L1=F2×L2。
杠杆的用途
我们日常生活中处处都有杠杆的影子,毫不夸张地说,有机械的地方就有杠杆的存在。比如撬棍、起钉子的八路,扳手、螺丝刀、瓶起子、跷跷板、杆秤等等,这些是杠杆原型的直接应用。还有一些杠杆的变形、比如滑轮组、从井里提水的辘轳、自行车的链条传动系统、 汽车 发动机的曲轴都是杠杆的应用。

其实所有的旋转也要用到杠杆原理,比如车轮、门轴等等。可能有小伙伴会奇怪,车轮旋转哪里用到杠杆原理了能,支点在哪?其实车轮是有一个虚拟支点的,那就是车轮圆心处。真实的车轴不可能是一根没有粗细的线,必然是一根有直径的圆棒,车轴的中心与车轮的圆心重合。车轴边缘与车轮边缘就形成了一个杠杆。所以为了减少车轴的摩擦力,就会在车轴和车轮之间装上轴承。

这里小结一下,所有的传动机构都是杠杆原理或者是杠杆原理的推广应用。因为这些都是常见的杠杆机械,大家也容易理解和分析,这里就不多解释了。我们来看一下其它的杠杆变形。
杠杆与宇宙
前面我们把杠杆用数学公式表示出来了,即,F1×L1=F2×L2,这是初中物理的杠杆表达式,到了高中物理我们就知道力与力臂的乘积叫做力矩,这个力矩,对天体运行的影响巨大。以我们的月球为例,我们现在都知道,月球总是以固定的那面对着地球,其原因就是自转周期与公转周期相等。这在天文学上叫做潮汐锁定。

潮汐锁定(或同步自转、受俘自转),其根本原因就是地球和月球都不是一个标准的球体,当月球围绕地球公转并且自转时,如果自周期与公转周期不相等,则月球受到地球引力对自转轴产生的力矩就不为零。结果就是这个力矩让月球越转越慢,直到自转与公转同步。

其实同样的事情也发生在地球和宇宙中所有的天体上,地球同样在越转(自转)越慢。
杠杆与量子力学
我这里的杠杆不再是传统意义上的杠杆,而是数学抽象的那个杠杆,即有一对物理量的乘积恒等,在量子力学中就是量子纠缠的动量。我们可以让两个电子发生相互作用,它们就会沿着直线分开,不论任何时候,我们测量其中一个电子的动量(质量与速度的乘积)都会知道另外一个电子的动量与测量值大小相等方向相反。

这样的物理量在量子力学中还有很多。你可能会问,为什么在宏观和微观中都会出现这种物理量的现象呢?这是因为物理定律的对称性导致的。关于对称性我们不多说了,跑题了。
结束语
如果我们把杠杆的概念展开,事实上杠杆原理几乎能解决我们日常生活中遇到的所有问题,从钟表(仪器)中的摆线齿轮、再到用尺规作图,背后其实都是杠杆原理。这个看似简单的原理其实蕴含着深刻的空间、时间、运动的规律。

有小伙伴可能会说,老郭你就不要故弄玄虚了,把这么一个简单原理弄那么复杂干什么?事实上并不是我要把它弄复杂,而是大道至简,物理学的是朴素的,但它能解决的问题可不简单。

杠杆原理,初中物理学过,支点加力点,力量非常庞大。

您好,很高兴回答你的问题,杠杆的作用有二,一是杠杆有省力作用,二是杠杆有省距离作用

“给我一个杠杆,我可以翘起整个地球。” 杠杆可以把力的大小改变成距离。

杠杆也符合能量守恒原理,你想用更小的力气必须走更远的路程,你想走更少的路程必须用更大的力气,两者只能选其一,不可能力气和距离同时省掉,那会违反能量守恒定律。

汽车 的变速就是杠杆原理的一种,在不同的档位下,发动机输出功率相等,档位越高跑的越快,因为档位越高扭矩越小,速度越快,但是同时也失去了动力。所以说车辆爬坡的时候不能挂高档,因为挂高档车的速度快力气小,挂低档车的速度慢力气大,这也符合杠杆原理。

所以杠杆原理在我们生活中非常有用,我们可以根据各方面的需要做出各种类型的杠杆,包括液压机、滑轮组、撬棍、传输带等等。

对于小功率的电机,我们可以合理的安排杠杆,也就是齿轮组获得较大的力,用途很广泛。

所以说工业革命的发展离不开杠杆原理。

想想:

推门的作用点,把手你会设计在哪个位置?

Ⅵ 杠杆的原理是什么

杠杆原来理亦称“杠杆平衡条源件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、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=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

Ⅶ 阿基米德是如何推出著名的杠杆原理的

在阿基米德记有他静力学研究成果的《论平面的平衡》一书中,他从一系列公理出发,推证出物体A、B的最重mA、mB,与它们分别到支点O的距离OA和OB有如下关系:

mAmBOBOA。这就是著名的杠杆原理。阿基米德非常欣赏自己的这一发现。据说,他曾以这样的豪语评价杠杆的作用:“给我一个稳固的支点,我就能把地球挪动!”

Ⅷ 生活中的杠杆原理应用

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。

(8)杠杆原理的推广扩展阅读:

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。

如钳子、杆秤杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、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=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。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。杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。

Ⅸ 杠杆原理的应用有哪些

自行车、扳手、门、抽水马桶、秤、天平,自行车脚踏板、剪刀、开罐器、钳子、回指甲答刀、自动锁、电灯开关,螺丝起子、火车铁轨交换控制杆等等。
杠杆又分称费力杠杆、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。

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