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杠桿平衡計算方法圖解

發布時間:2022-05-16 04:59:27

① 杠桿平衡條件

杠桿平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂。在杠桿平衡時,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之幾。利用杠桿平衡條件來分析和計算有關問題。杠桿在動力、阻力作用下處於靜止或勻速轉動狀態,在物理學中稱之為杠桿平衡。

杠桿平衡的定義

杠桿原理亦稱」杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(動力和阻力)的大小跟它們的力臂成反比。動力x動力臂=阻力x阻力臂,用代數式表示為F1.L1=F2:L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。

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。在物理學中把杠桿在動力、阻力作用下靜止或勻速轉動被稱之為杠桿平衡。靜態平衡靜態不平衡。

② 杠桿原理的計算公式!在線等!!!!!!!!!

F1*L1=F2*L2

力乘以力臂等於力乘以力臂

杠桿平衡條件:F1*l1=F2*l2。

力臂:從支點到力的作用線的垂直距離

杠桿平衡是指杠桿處於靜止狀態下或者勻速轉動的狀態下

(2)杠桿平衡計算方法圖解擴展閱讀:

杠桿可以讓「小力」做出「大力」能做的功。

任何機械所輸出的能量,都不可能比輸入它的能量還多,這是「能量守恆定律」的要求。因此,對於一個理想的機械,它的「能量輸出」最多與「能量輸入」是相等的,這個時候,機械所輸出的功,等於輸入它的功。

可以想像一個用杠桿來翹起物體的例子。在過程中,杠桿所輸出的功,是「物體的重量」與「物體被抬起的高度」(或者說「輸出距離」)的乘積。而輸入杠桿的功,則是人所施加的「力」與「向下壓的距離」(或者說「輸入距離」)的乘積。

在理想的情況下,「輸出的功」與「輸入的功」相等,也就是「物體的重量」與「輸出距離」的乘積,等於「力」與「輸入距離」的乘積。這就意味著,在物體的重量一定的前提下,「力」的大小取決於「輸入距離」與「輸出距離」的比例。

通過調整「力」和「物體」與「支點」的相對遠近,使「輸入距離」大於「輸出距離」,或者對於上面的例子來說,只要讓下壓的距離稍大於物體需要被抬起來的距離,那麼用「小力」所做出來的功,便完全可以等同於一個「大力」所做的功。能夠看出,這就是杠桿省力的背後的原因。

參考資來源:‍杠桿原理

③ 杠桿計算公式

設動力F1、阻力F2、動力臂長度L1、阻力臂長度L2,則

杠桿原理關系式為:F1L1=F2L2

可有以下四種變換式:

F1=F2L2/L1

F2=F1L1/L2

L1=F2L2/F1

L2=F1L1/F2

杠桿五要素:

1、支點:杠桿繞著轉動的點,通常用字母O來表示。

2、動力:使杠桿轉動的力,通常用F1來表示。

3、阻力:阻礙杠桿轉動的力,通常用F2來表示。

4、動力臂:從支點到動力作用線的距離,通常用L1表示。

5、阻力臂:從支點到阻力作用線的距離,通常用L2表示。

(註:動力作用線、阻力作用線、動力臂、阻力臂皆用虛線表示。力臂的下角標隨著力的下角標而改變。例:動力為F3,則動力臂為L3;阻力為F5,阻力臂為L5。)

(3)杠桿平衡計算方法圖解擴展閱讀:

杠桿的平衡條件 :

動力×動力臂=阻力×阻力臂

公式:

F1×L1=F2×L2變形式:

F1:F2=L2:L1動力臂是阻力臂的幾倍,那麼動力就是阻力的幾分之一。

公式:

F1×L1=F2×L2一根硬棒能成為杠桿,不僅要有力的作用,而且必須能繞某固定點轉動,缺少任何一個條件,硬棒就不能成為杠桿,例如酒瓶起子在沒有使用時,就不能稱為杠桿。

動力和阻力是相對的,不論是動力還是阻力,受力物體都是杠桿,作用於杠桿的物體都是施力物體。

④ 杠桿原理是什麼

杠桿原理亦稱「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(動力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1•
L1=F2•L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。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。
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如欲省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,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。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。正是從這些公理出發,在「重心」理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即「二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。
杠桿的支點不一定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。
其中公式這樣寫:支點到受力點距離(力矩)
*
受力
=
支點到施力點距離(力臂)
*
施力,這樣就是一個杠桿。
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿
(力臂
>
力矩);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有一種費力的杠桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個桿的尖端,尾端是支點、中間是油壓機
(力矩
>
力臂),這就是費力的杠桿,但費力換來的就是中間的施力點只要動小距離,尖端的掛勾就會移動相當大的距離。
兩種杠桿都有用處,只是要用的地方要去評估是要省力或是省下動作范圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是一種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。
古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳千古的名言:"假如給我一個支點,我就能把地球挪動!"這句話不僅是催人奮進的警句,更是有著嚴格的科學根據的。

⑤ 物理中杠桿的計算公式怎麼理解,怎麼的得到的,什麼原理

力乘以力臂等於力乘以力臂
杠桿平衡條件:f1*l1=f2*l2。
力臂:從支點到力的作用線的垂直距離
動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為f1·
l1=f2·l2。式中,f1表示動力,l1表示動力臂,f2表示阻力,l2表示阻力臂。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。

⑥ 用簡單的話解釋一下杠桿原理,最好有圖解。。

杠桿又分稱費力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿,杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。

如下圖所示為杠桿原理的最好解釋。

⑦ 怎樣從數學的角度解釋杠桿原理最好有圖示

杠桿又分稱費力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿,杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,要使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,阻力就是動力的幾倍。
中文名
杠桿原理
外文名
lever principle
別 稱
杠桿平衡條件
表達式
F1· L1=F2·L2.
提出者
阿基米德
提出時間
公元前245年左右
應用學科
物理科學
適用領域范圍
杠桿力學
適用領域范圍
建築,物理,機械
原理提出
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,我就能撬起整個地球!」,這句話便是說杠桿原理。
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」,然後從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。
阿基米德
這些公理是:
(1)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡;
(2)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾;
(3)在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下 傾;
(4)一個重物的作用可以用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替
(5)相似圖形的重心以相似的方式分布……
正是從這些公理出發,在「重心」理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即「二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。」阿基米德對杠桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進行了一系列的發明創造。據說,他曾經藉助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的船隻順利下水,在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰斗中,阿基米德利用杠桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
這里還要順便提及的是,在中國歷史上也早有關於杠桿的記載。戰國時代的墨子曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有兩條專門記載杠桿原理的。這兩條對杠桿的平衡說得很全面。裡面有等臂的,有不等臂的;有改變兩端重量使它偏動的,也有改變兩臂長度使它偏動的。這樣的記載,在世界物理學史上也是非常有價值的。
概念分析
編輯
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,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。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。
杠桿的支點不一定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。
其中公式這樣寫:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2這樣就是一個杠桿。
動力臂延伸
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿 (動力臂 > 阻力臂);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有一種費力的杠桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個桿的尖端,尾端是支點、中間是油壓機 (力矩 > 力臂),這就是費力的杠桿,但費力換來的就是中間的施力點只要動小距離,尖端的掛勾就會移動相當大的距離。
兩種杠桿都有用處,只是要用的地方要去評估是要省力或是省下動作范圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是一種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。
古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳千古的名言:"假如給我一個支點,就能撬起地球"這句話不僅是催人奮進的警句,更是有著嚴格的科學根據的。

⑧ 杠桿平衡公式

杠桿平衡實際上就是物體轉動的平衡,這與物體平動的對應的力的平衡是對應的。

杠桿平衡的物理量叫做力矩(M),是力的大小與力的作用線到支點距離的乘積,也就是力×力臂,單位為N·m,不可以寫成能量的單位焦耳(J)。

如圖所示,杠桿的支點在O,距離左端1/4桿長,左右兩端分別有F1和F4作用,全桿的正中間有力F2作用,距離左端3/5處有傾斜力F3作用,與水平桿夾角為30°。

根據力矩的定義

F1相對於支點O的力矩為M1=F1×L/4=0.25F1L

F2相對於支點O的力矩為M2=F2×L/4=0.25F2L

F4相對於支點O的力矩為M4=F4×3L/4=0.75F4L

F3是個傾斜的力,根據力矩的定義,力臂為點O到力的作用線的距離,你可以延長F3然後做出O到延長線的垂線段的,垂線段的長度就是F3的力臂。

第二種方法就是將F3分解成垂直正交的的兩個分離F3x和F3y,F3y的力臂為3L/5-L/4=0.35L

F3x的延長線過了支點O,故而力臂為零,那麼F3x的力矩為零,那麼F3的力矩M3就只有F3y的力矩故而M3=F3y×0.35L=0.5F3×0.35L=0.175F3L

杠桿平衡的條件時所有力矩的代數和為零。

即正力矩+負力矩=0

力矩是有方向的,它分為順時針和逆時針兩個方向,圖中,我們可以看到如果只有F1作用,桿會繞O點逆時針方向轉動,我們可以定義逆時針方向力矩為正,那麼F1的力矩M1就是正力矩,而F2單獨作用會使桿順時針轉動,故而力矩M2為負,在代入上述的平衡等式時,要加上負號。

根據圖中關系我們可以有

(M1+M4)+(M2+M3)=0

即(0.25F1L+0.75F4L)+(-0.25F2L-0.175F3L)=0

⑨ 杠桿平衡的原理

杠桿原理就是「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(動力和阻力)的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中。

F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。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。

(9)杠桿平衡計算方法圖解擴展閱讀:

在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿,如欲省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,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。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。

杠桿原理基本有3種類型,第一類的杠桿例子是天平、剪刀、鉗子等,第二類杠桿的例子是開瓶器、胡桃夾,第三類杠桿如錘子、鑷子等。 杠桿分為3種杠桿。第一種是省力的杠桿,如:開瓶器等。第二種是費力的杠桿,如:鑷子等。第三種是既不省力也不費力的杠桿,如天平等。

參考資料來源:網路-杠桿平衡

⑩ 五年級科學平衡杠桿怎麼計算

F1*L1=F2*L2
力乘以力臂等於力乘以力臂
杠桿平衡條件:F1*l1=F2*l2。
力臂:從支點到力的作用線的垂直距離
杠桿平衡是指杠桿處於靜止狀態下或者勻速轉動的狀態下

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