[科普中國]-阿基米德杠桿原理

“給我一個支點，我就能撬動地球。”這句話出自阿基米德，它很好地體現(xiàn)了杠桿原理。那么什么是杠桿原理？杠桿原理在我們?nèi)粘Ｉ钪杏钟心男媚兀?/p>

我們將一根在力的作用下，能夠繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒稱為杠桿。構(gòu)成杠桿的五大要素有支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂，其中支點指的是杠桿圍繞轉(zhuǎn)動的點，通常用字母“O”表示；動力是使杠桿轉(zhuǎn)動的作用力，用F1表示；阻力指的是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的作用力，用F2表示；動力臂指的是自支點至動力作用線的距離，用L1表示；阻力臂指的是自支點至阻力作用線的距離，用L2表示。

杠桿原理也被稱作“杠桿平衡條件”。要實現(xiàn)杠桿平衡，作用于杠桿上的兩個力矩大小應當相同，也就是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1·L1=F2·L2。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。同時，從杠桿定律中也可以看出，人們?nèi)绻胗眯∮谧枇Φ牧ε矂又匚铮瑒恿Ρ鄣木嚯x應大于阻力臂的距離，從理論上講，動力臂越長，動力越小，即越省力。

杠桿原理在我們?nèi)粘Ｉ钜约肮ぷ髦斜粡V泛應用。杠桿可以分為三種，有省力杠桿和費力杠桿，以及等臂杠桿。當F1＜F2，L1＞L2時，杠桿成為省力杠桿。我們常用到的工具類似起子、扳手、撬棒等都屬于省力杠桿?！八膬蓳芮Ы铩钡乃渍Z其實就是對省力杠桿的極致描述。

當F1＞F2，L1＜L2時，此時的杠桿被稱為費力杠桿?？赡苈牭劫M力杠桿的名字，我們的第一反應會是：怎么會有工具是為了費力而被發(fā)明出來的呢？但其實，我們每天用的筷子，以及帶給我們很大方便的鑷子、魚竿等等都是費力杠桿。費力杠桿雖然費力，但是動力移動距離比阻力移動距離小，省了距離。

當F1=F2，L1=L2時，此時的杠桿是等臂杠桿。最著名的當屬天平，以及我們小時候很喜歡玩的蹺蹺板。

由此可見，杠桿的應用雖然可以實現(xiàn)省力或者能夠節(jié)省距離，但兩者正如魚與熊掌，不可兼得。阿基米德杠桿定律的發(fā)現(xiàn)，雖然只是物理學浩瀚星海中一個很小的部分，但是卻給人類生活帶來了極大的便利，很大程度上改變了我們的生活。

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