光杠杆

给你一个支点,用杠杆原理撬动地球,这根杠

发布时间:2022/8/13 18:06:33   
白癜风胶囊 http://m.39.net/pf/a_6748613.html

大家好,我是璀璨的猩猩

说起省力,很多人都会想到“杠杆原理”,这一个理论知识,我们在初中物理学的时候就已经学到。在日常生活中,我们也时常会用得到这一个原理,比如说,开瓶器、剪刀、指甲钳等。在这些应用中,我们可以很明显看得到,都有一些共同之处,比如说,都有一个支点,都有一个力臂(包括动力臂、阻力臂),借助这些工具,我们确实是可以轻轻松松完成一些体力活。

杠杆原理,出现的时间很久远了,最早由阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中提出。他还曾经说过一句流传至今的名言:“给我一个支点和一根足够长的杠杆,我就可以撬动地球”。这也说明了杠杆原理,确实是可以巧力办大事。如果真的存在这样一个支点,想撬动地球,这根杠杆需要多长呢?

在计算这根杠杆的长度,我们先了解一下,杠杆和长度与支点之间的联系。在杠杆原理中,存在以下几个名词:动力、阻力、动力臂、阻力臂和支点。在一个平衡状态下的杠杆中,这几个名词之间的联系,用一个公式连起来:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2。在接下来的计算中,以一个成年人的体重(体重取70KG)来撬动杠杆。这个成年人的体重就是公式中的动力,而要撬动的物体重量则是阻力。成年人作用点点到支点的垂直距离为动力臂,被撬动物体作用点到支点的垂直距离为阻力臂。

我们先从比较小的例子开始,慢慢就会看得到,撬动地球那根杠杆,到达需要多长,在以下的例子中,为让杠杆的长度更直观,阻力臂取值1米(即L2)。一名70KG的成年人(即F1),利用杠杆原理,撬动另一名同样体重的成年人(即F2),代入公式,L1=1米。

如果以同样的成年人体重,在一样的条件下,撬动一立方冰(在0℃状态下,一立方冰重.7KG),L1约等于13米。如果想撬动一只重达KG的大象,L1约等于57米。在同样的情况下,需要撬动重达吨的埃菲尔铁塔,这根杆的长度超过了米。

可以看得出,随着撬动的物体重量越大,这根杠杆的长度也越长。而前面这些例子,都是地球上一个很小的物体而已,要撬动一颗行星,这根杠杆的长度,将会是一个天文数字。下面我们计算一下,以月球为支点,撬动地球,需要多长的杠杆。

我们地球与月球之间的距离约为38.万公里(即阻力臂的长度L2),地球的质量为5.×10^24kg(即阻力F2)。一名重70KG的成年人,将在这个杠杆中,撬动地球。将这些数值代入公式F1×L1=F2×L2,可得L1的数值,也就是这根杠杆的阻力臂长度,经过计算,L1的长度约为3.27×10^28公里。

3.27×10^28公里这个距离,看起来已经是天文数字了,但我们直接看不出,到底是有多长。我们常说的1光年约等于9.46×10^12公里。3.27×10^28公里,则大约相当于万亿光年。我们的银河系盘面估计直径为10万光年,远比这根杠杆小得多。

根据最新的研究数据显示,整个宇宙的直径可达亿光年,但是,还不如这根杠杆长。换算下来,这根杠杆的长度大约相当于整个宇宙直径的倍。这样算下来,应该比较直观了,撬动地球的杠杆,长度到达需要多长!当然,如果支点不一样,这根杠杆的长度也是不一样的。有兴趣的朋友,可以自己算一下。

这期的分享结束啦!我是璀璨的猩猩,欢迎添加

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkjg/1285.html

------分隔线----------------------------

热点文章

  • 没有热点文章

推荐文章

  • 没有推荐文章