物理杠杆作用臂公式-物理杠杆作用臂公式

杠杆这东西，说白了就是省事的“省力杠杆”，也是搞破坏的“费力杠杆”，咱一般/平平人玩起来就是耍流氓。大量人一上来就盯着那个那个公式 $F_1 times L_1 = F_2 times L_2$ 看，认定这是物理学的圣经，结局读完发现就是几个数字和代数，彻底没懂它背后那套如何运作的逻辑。 咱们先别管那些死板的定义，直接看人用。
你想省劲？用扳手拧螺丝，这时候手离螺丝越远力气越大，手离轴心越近越费劲，这就是典型的“省力”模式。
这时候费力的力臂（$L_2$）比省力的力臂（$L_1$）长，故此你要花的力气 $F_1$ 就能省下来。
反过来想，你想省力量？比如你在拧挺紧的螺母，要么你要撬起一张挺沉的桌子，这时候你得把自己的手往前挪，让手离轴的力臂变短，这样别看用的力气大，但能撬起更大的物体。
这种“费力”模式，本质上就是牺牲距离来换取力量。 大量人好办搞混这两个概念，认定图里那个费力的力臂越长越省力，那是绝对毛病的。图里那个费力的力臂实际上是你的“动手距离”，离支点越远，你用的力气就越大，这就是“费力杠杆”。而省力的那个，就是离支点越近，你才能用小力气撬动大重物。搞反了，不仅拧不动螺栓，连自己手里的钳子都拧不开了。 举个真的例子，你晚上步行挺累，想缩短步行的路子，这时候就用了省力杠杆。你脚下踩的那块鞋底，中间凹陷的地方就是支点，你的身体重心就是力矩的旋转轴。
这时候，你身体前倾的那个角度，拍板了你脚尖到支点的距离，也就是费力的力臂。你身体重心离脚尖越近，你肌肉收缩的距离就越短，自然也就越省事。
这就是人体自带的省力机制，别看看起来有点怪，但原理跟撬棍没两样。 再聊聊工具，比如起子。你拿着起子，大拇指按住手柄的末端，小指按住把杆的根部，这就是典型的省力杠杆。
这时候，大拇指离支点的距离远，小指离支点的距离近，故此大拇指能轻易地转动手柄。
要是你反过来，把大拇指移到了拉近的位置，小指再往后移，你就会发现转手柄的手术都转不动了，这就是费力杠杆。别看费力，但它能够撬起挺重的物体，比如用来撬开焊死的油箱盖。 还要提一下关于支点的难题。大量人当作支点就是杠杆中间那个点，实际上不然。
只要是用力要么受力的点，那个点就是支点。大量时候支点是你看不见要么位置的。
比如用筷子夹东西，中间是支点，两边是力臂。
要是筷子歪了，支点的位置就变了，夹住的食物就转不直了。 说到数据，咱们来算笔账。假设你要用一根金属棒撬动一桶 100 公斤的水，水桶离支点 2 米。
要是让你用臂长 0.5 米的胳膊去推，那你需求推 200 公斤的力，这就是典型的费力杠杆。
要是你把胳膊移到 1 米远的地方，那你只需求推 100 公斤的力，这就是省力杠杆。
反过来，要是水桶离支点只有 0.2 米，而你的胳膊到肩膀只有 0.5 米，那你只能推 400 公斤的力，这时候杠杆还没帮你省力呢，反而让你更累。 实际上杠杆最神奇的地方不在于省不省力，而在于它转变了力的方向。
比如用撬棍撬石头，大头朝上，你能够朝下压，石头却往上顶；要么用钓鱼竿，手往下压，鱼竿往上提。
这种力的传递方式，让干活变得特别撇脱。 最终说说杠杆在日常生活中的应用。你坐椅子，也是杠杆的变种，你对着椅背下压，椅脚离地面更近，故此椅子稳，不好办倒。
这也是省力原理，你的体重分散到了椅子的四条腿和椅脚之间。
还有当你用扫帚扫地，扫把头在前，扫帚柄在后，扫把头离地面近，你不用忒用力就能扫干净利落地面，这就是利用近端力臂短、远端力臂长的特征。 总而言之，杠杆就是那个能把小力气变成大力气的工具，要么把大力气变成小心力气的工具。它不是抽象的公式，而是你伸手就能抓住的实物。别再死记硬背表格里的数据了，去动手试试，你会发现，原来杠杆就是如此好办又实用。