杠杆原理的定義

亦稱“杠杆平衡條件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的兩個力(動力和阻力)的大小跟它們的力臂或反比。動力??力臂=阻力??力臂,用代數式表示為F• L1=W•L2。式中,F表示動力,L1表示動力臂,W表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,欲使杠杆達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。在使用杠杆時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠杆;如欲省距離,就應該用動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,阿基米德發現了杠杆原理,即“二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。阿基米德對杠杆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,他曾經借助杠杆和滑輪組,使停放在沙灘上的桅般順利下水,在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰鬥中,阿基米德利用杠杆原理製造了遠、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。


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