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杠杆原理
也叫:杠杆定律
动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,加长力臂就能用小力撬动重物。
🕰 公元前3世纪📍 叙拉古、欧洲科技
核心讲解
杠杆是一根能绕固定支点转动的硬棒。阿基米德在其失传著作《论杠杆》中总结出:动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。意思是力臂越长,同样的力能撬起的重物就越大。
本书用一个著名试验说明它的威力:国王怀疑杠杆的威力,阿基米德就让工匠在一艘载满人和货物的三桅新船前后安装滑车和杠杆,然后让国王亲手拉动一根绳子,大船竟缓缓滑入海中。他那句"给我一个支点,我就能挪动地球",说的正是力臂可以按需要无限加长【书外:本书算了,真要撬动地球,力臂得有88×10^21英里长,现实中做不到】。
在叙拉古保卫战中,他又把杠杆、滑轮、曲柄、螺杆和齿轮组合成投石机与"机械巨手",把罗马战船吊起来摔向岩石,力学原理由此直接变成守城武器。
费曼版:用大白话再讲一遍
跷跷板上,重的孩子坐在靠近支点的地方,轻的孩子往后坐远一点,两边就能压平。离支点越远,你那一边的劲儿就越被放大。
阿基米德说的就是这个道理:只要力臂够长,一个人也能把大船甚至"地球"撬动。
要点
- 杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
- 力臂越长越省力,阿基米德在《论杠杆》中系统论述。
- 书里用国王亲手拉动绳索、大船入海的试验演示其威力。
- 被组合进投石机、机械巨手等守城器械。
常见误区
- 把"给我一个支点就能挪动地球"当成真能做到(书里已算出所需力臂之长,现实中没有这种支点)。
- 以为杠杆省力又省功;实际上省力必然费距离,总功并不减少。
编者注
- 无。