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撬起地球的妙计:杠杆的故事

来源:科学揭秘 > 作者:小慧 时间:2018-04-03 17:52:01

阿基米德的狂言

阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将自己的科学发现与实践结合起来。在埃及,公元前1500年左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过当时的人们并不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象,最终发现了杠杆原理。当时的国王为埃及的国王制造了一条船,体积非常大,重量也很大,因为不能挪动,所以搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套很复杂的杠杆滑轮系统安在船上,然后把绳索的一端交到国王手上。国王轻轻地拉了一下绳索,奇迹突然出现,大船缓缓地移动起来,并最终进入海里。国王对这件事情感到非常惊讶,对阿基米德也更加佩服,还让人贴出告示说“今后不管阿基米德说什么,大家都要相信他。”

阿基米德曾经说过这样的狂言:“假如给我一个支点,我就能推动地球。” 在他的眼里,只要把外力施加到杠杆的长臂上,将短臂作用于物体,就能撬动任何重量的东西,因此他认为撬动地球对他来说并不是什么难事。但是他忽略了地球的质量,即使我们能够找到一根足够长的杠杆,以地球的重量来说,要翘起1厘米的高度也需要三十万亿年。即使阿基米德的手动得像光速那么快,他也至少需要十几万年的时间才能实现自己撬动地球的豪言壮语。

不过你可千万不要因此认为阿基米德是骗子,虽然他确实无法撬动地球,但他发现的杠杆原理却对人类的确是非常有用的。下面,来认识三种杠杆类型吧。

支点在动力点和阻力点之间的杠杆,称为第一类杠杆。由于动力点和阻力点在支点的两侧,因此这类杠杆可以调节两个力并使它们保持平衡,典型例子是天平。当然,小孩子爱玩的跷跷板也是第一类杠杆的一种。

阻力点在动力点和支点之间的是第二类杠杆。很明显,这类杠杆的动力臂长于阻力臂,所以可以用较小的力来撬动较大的物体,属省力杠杆。核桃夹子就属于第二类杠杆,此外,门、跳水板等也属于这类杠杆。

第三类杠杆是动力点在支点和阻力点之间的,称为第三类杠杆。跟上一个相反,这类杠杆的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,但却能节省距离。像镊子、钳子、筷子等短小的工具,就属于这类杠杆。虽说用起来费力,但却能帮人们完成很多精细工作。

什么是杠杆

在力的作用下,围绕固定点转动的坚硬物体叫杠杆。它的妙处在于可以让我们用较小的力抬起很重的物体。

你一定熟悉这些东西:打孔用的打孔机、订书机、筷子,钉钉子的榔头,捕鱼的鱼竿等。这都是常见工具,它们都是根据杠杆原理制造出来的,你能找出它们各自的支点以及动力臂和阻力臂吗?

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