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比一比谁更有劲儿!

比一比谁更有劲儿!

书名:令人着迷的物理作者名:左卷健男本章字数:816更新时间:2024-06-14 14:09:28

一般来说,在力量比拼的时候,失败的一方如果稍稍运用一些简单的科学知识,是可以转败为胜的。为了能够取胜,一定要选择对自己更有利的条件。要想做出正确的选择,掌握和运用科学知识是必不可少的。

比一比旋转的力量

拿一根棒球棍来比试一下。一般我们手握的一头会比较细,用来打球的一头会比较粗。现在,你自己手握着粗的一头,让另一个人手握着细的一头。因为粗的那头用一只手是握不住的,所以要用两只手一起握才行。要确保拿着细的一头的那个人也用双手握着棒球棍。先问好对方打算往哪个方向旋转,然后自己就准备往相反的方向旋转。一声令下,两个人同时开始旋转。这样比试下来,你一定会赢。如果没有棒球棍的话,拿一个瓶口较细的啤酒瓶或者红酒瓶来试验也可以。

可以用杠杆原理来解释

为什么握着粗头的一方会胜利呢?棒球棍就相当于一个杠杆,所以这个问题可以用杠杆原理来解释。大小两个不同的圆,分别相当于棒球棍的粗头和细头附近的受力点旋转时的轨迹。对方一只手紧紧握住细的一头的端点,另一只手握在端点附近发力,使棍朝顺时针方向转动。而你握着粗的一头发力,使棍朝逆时针方向转动。为了能够方便解释,我们假设大圆的半径就是小圆半径的3倍吧。

我们把你施加的力视作动力,把对方施加的力视作阻力,假设你施加了“1个力”,那么为了与你抗衡,对方至少会消耗多少力呢?因为从支点到动力作用线的距离是从支点到阻力作用线的距离的3倍,所以对方至少需要消耗的力恰好是你施加的力的3倍,也就相当于“3个力”。所以,完全可以利用棒球棍两头的粗细区别,以较小的力来取得旋转比拼的胜利呢。

阀门上的旋转把手越大,力对它的旋转作用越大

像这样,我们可以将旋转作用的大小用“力×支点到力的作用线的距离”这个公式来计算表示。

大家常常看到的自来水管道阀门上的圆形方向盘一样的旋转把手,是为了便于转动螺栓的主轴而安装的。

想要旋转作用变得更大的话,就要使用更大的把手。而大的旋转把手,一般需要用两只手一起施力,这样旋转作用也会更大。