为什么杠杆距离越远越省力?别用公式!我问的是科学原理是什么!

Question

为什么杠杆距离越远越省力?
别用公式!我问的是科学原理是什么!

Answer 1

你说的就是杠杆原理的微观理解 对吧
我们先必须认定,杠杆保持平衡,或者要保持平衡,这是思维前提
之所以有杠杆原理 是因为在上面说的平衡状态下,物体的任何质点都能保持平衡
就是说力在每个质点上都是达到矢量和为零的状态,既然平衡了,不论什么物质,都可以看成一种物质
就是这种物质具备每个质点的都能抵抗内应力(应力是工程力学的概念,大致理解是一种压力和抗力)
这样的话,力才能传递,不仅传递,而写本质点的应力也会传递,所以相当于叠加起来
叠加方向就是力将要传递的方向,因为只有这个方向才会产生变形的趋势
由于离质点远,那么每个应力叠加在下一个质点,所以整体上,距离越远,产生的作用(这种作用工程力学上叫做力矩)
那么杠杆原理就很容易理解了
我们只把一个杠杆做若干个质点代表
假如有杠杆AOB O是支点 AO是1个单位(假如都是m) BO是两个单位长度 B的力是Fb
B和O点必然有个C点CO=AO
那么C点必然得到B处力的作用,产生变形应力,这个应力是Fb乘以一个单位 及mFb
那个这个应力传递到C处,而把C到B段的长度的材料看成一体,必然也满足上下力平衡原理,必然有C处一侧有向上的支撑力,所以C的另外一侧有向下的对AC段的作用力,这是在内部的
因此力的传递存在两个方面
1:力平衡传递,即 上面说的C的一侧有作用力实际存在
2:力矩(应力)传递 变形的平衡原则
所以到了CO这个段,O处必然得到了C的应力 和C的作用力附加在O的应力
一共将产生两倍的应力
这个两倍应力 必然等于A侧施加给予的,所以A的作用力应当是两倍才能保持平衡
这就是我对杠杆平衡原理的一种微观传递理解,很有自信,尽管读书时候就这么想过,也没给谁说起
后来学了工程力学后,才知道应该这么理解,(工程力学也没说原理,但是应力这个概念是理解了)
我很喜欢你这样对公认的知识还要加以认真理解的心态,只有这样才能学得更多,理解更透彻
有一点不知道你注意到没有,万有引力 被牛顿发现,但知识发现(这个规律和经验计算公式)
后来有科学家理解成是宇宙被大的物体占据空间,产生扭曲,而无形的扭曲线又作用在另外物体上,使得物体趋向挤压到原物体的方向,因而才有万有引力的理论存在