杠杆gydF4y2Ba
使用杠杆来放大力。gydF4y2Ba
杠杆是一种机构,可以通过在杠杆的另一端在较大的距离上施加较小的力,从而在杠杆的一端在较小的距离上施加较大的力。gydF4y2Ba
杠杆两侧的力矩相等,可表示为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2BadgydF4y2BaegydF4y2Ba= FgydF4y2BalgydF4y2BadgydF4y2BalgydF4y2Ba(1)gydF4y2Ba
在哪里gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba=力(N, lb)gydF4y2Ba
FgydF4y2BalgydF4y2Ba=加载力(N, lb)(注意gydF4y2Ba重量gydF4y2Ba是一种力量)gydF4y2Ba
dgydF4y2BalgydF4y2Ba=荷载到支点的距离(m, ft)gydF4y2Ba
dgydF4y2BaegydF4y2Ba=力到支点的距离(m, ft)gydF4y2Ba
力可以通过修改来计算gydF4y2Ba(1)gydF4y2Ba来gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= FgydF4y2BalgydF4y2BadgydF4y2BalgydF4y2Ba/ dgydF4y2BaegydF4y2Ba
= mgydF4y2BaggydF4y2BaDl / de (1b)gydF4y2Ba
在哪里gydF4y2Ba
M =质量(kg,gydF4y2Ba蛞蝓gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
一个gydF4y2BaggydF4y2Ba=重力加速度(9.81米/秒)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba, 32.17英尺/秒gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
杆计算器gydF4y2Ba
这个计算器可以用来计算杠杆力。只要单位的使用一致,它可以用于公制单位和英制单位。gydF4y2Ba
- 请注意,gydF4y2Ba公斤gydF4y2Ba质量的国际单位是gydF4y2Ba更多关于质量和重量(力)gydF4y2Ba
例子-简易汽车升降机gydF4y2Ba
如上图所示,一个临时的汽车升降机可以用一块木材制成。用距离载荷到支点gydF4y2Ba0.2米gydF4y2Ba,距离力到支点gydF4y2Ba2米gydF4y2Ba杠杆上的负荷是汽车重量的一半gydF4y2Ba2000公斤gydF4y2Ba-力可以计算gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= (0.5 2000 kg) (9.81 m/sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba(0.2米)/(2米)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba981gydF4y2BaNgydF4y2Ba
≈gydF4y2BaOne hundred.gydF4y2Ba公斤gydF4y2Ba
杠杆阶数gydF4y2Ba
一阶杠杆gydF4y2Ba
- 支点位于力和负荷之间gydF4y2Ba
- 工作量比负载小gydF4y2Ba
- 付出的努力远远超过了负荷gydF4y2Ba
- 杠杆可以被认为是一个力的放大镜gydF4y2Ba
二阶杠杆gydF4y2Ba
- 力和载荷位于支点的同一侧,但作用方向相反gydF4y2Ba
- 负荷在努力和支点之间gydF4y2Ba
- 工作量比负载小gydF4y2Ba
- 付出的努力远远超过了负荷gydF4y2Ba
- 杠杆可以被认为是一个力的放大镜gydF4y2Ba
三阶杠杆gydF4y2Ba
- 工作量在负荷和支点之间gydF4y2Ba
- 付出大于负担gydF4y2Ba
- 负荷比工作量更大gydF4y2Ba
- 杠杆可以被认为是距离放大镜gydF4y2Ba
例子-一级(阶)杠杆-力(重量)的gydF4y2Ba1磅gydF4y2Ba在远处施加在杠杆的末端gydF4y2Ba1英尺gydF4y2Ba从支点出发gydF4y2Ba
距离上的力gydF4y2Ba2英尺gydF4y2Ba由支点可计算为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba=(1磅)(1英尺)/(2英尺)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba0.5gydF4y2Ba(磅)gydF4y2Ba
公式(1)可以修改为:如果已知力,则表示所需载荷;如果已知载荷和力,则表示所需到支点的距离等。gydF4y2Ba
支点位于载荷和力之间的上方的水平通常被描述为gydF4y2Ba一流的gydF4y2Ba水平的机制。gydF4y2Ba
荷载和力位于支点同一侧的水平常被描述为gydF4y2Ba二等gydF4y2Ba水平的机制。gydF4y2Ba
示例-二级(顺序)杠杆gydF4y2Ba
的力(重量gydF4y2Ba1磅gydF4y2Ba的距离gydF4y2Ba1英尺gydF4y2Ba从支点出发。gydF4y2Ba
距离上的力gydF4y2Ba2英尺gydF4y2Ba由支点可计算为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba=(1磅)(1(英尺)/(2英尺)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba0.5gydF4y2Ba(磅)gydF4y2Ba
示例- si单位的杠杆计算-重量为gydF4y2Ba1公斤gydF4y2Ba大规模的行动gydF4y2Ba1米gydF4y2Ba从支点出发gydF4y2Ba
距离上的力gydF4y2Ba2米gydF4y2Ba由支点可计算为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= (1kg) (9.81 m/sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba(1米)/(2米)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba4.9gydF4y2BaNgydF4y2Ba
一个杠杆机构的输入努力高于输出负载通常被描述为gydF4y2Ba三等gydF4y2Ba杠杆机制。gydF4y2Ba
示例-三级(订单)杠杆gydF4y2Ba
的力(重量gydF4y2Ba1磅gydF4y2Ba的距离gydF4y2Ba2英尺gydF4y2Ba从支点出发。gydF4y2Ba
距离上的力gydF4y2Ba1英尺gydF4y2Ba由支点可计算为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= FgydF4y2BalgydF4y2BadgydF4y2BalgydF4y2Ba/ dgydF4y2BaegydF4y2Ba
=(1磅)(2英尺)/(1英尺)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(磅)gydF4y2Ba
一个或多个作用在杠杆上的力gydF4y2Ba
有两个作用载荷力和一个作用力的杠杆如下图所示:gydF4y2Ba
具有一个或多个作用载荷力的一个力的一般方程可以表示为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= (FgydF4y2Ba拉gydF4y2BadgydF4y2Ba拉gydF4y2Ba+ FgydF4y2Ba磅gydF4y2BadgydF4y2Ba磅gydF4y2Ba+gydF4y2Ba..+ FgydF4y2BalNgydF4y2BadgydF4y2BalNgydF4y2Ba) / dgydF4y2BaegydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba
下面对三种作用载荷的方程进行了修改。gydF4y2Ba
例子-一个杠杆有三个作用载荷和一个作用力gydF4y2Ba
一个重量gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba的gydF4y2Ba1磅gydF4y2Ba的距离gydF4y2Ba1英尺gydF4y2Ba从支点出发。一个重量gydF4y2BaBgydF4y2Ba的gydF4y2Ba2磅gydF4y2Ba的距离gydF4y2Ba2英尺gydF4y2Ba从支点,到重量gydF4y2BaCgydF4y2Ba的gydF4y2Ba3磅gydF4y2Ba的距离gydF4y2Ba3英尺gydF4y2Ba从支点出发。gydF4y2Ba
在距支点2英尺处的力可计算为gydF4y2Ba
FgydF4y2BaegydF4y2Ba= (FgydF4y2Ba拉gydF4y2BadgydF4y2Ba拉gydF4y2Ba+ FgydF4y2Ba磅gydF4y2BadgydF4y2Ba磅gydF4y2Ba+gydF4y2BaFgydF4y2BalgydF4y2BaCgydF4y2BadgydF4y2Ba信用证gydF4y2Ba) / dgydF4y2BaegydF4y2Ba
=((1磅)(1英尺)+(2磅)(2英尺)+(3磅)(3英尺))/(2英尺)gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba7gydF4y2Ba(磅)gydF4y2Ba