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千斤頂為什么“力大無窮”?

所屬分類:常見問題    發布時間: 2024-04-09    作者:admin
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   首先是齒條千斤頂,原理圖如下所示。齒條千斤頂是純粹的機械式千斤頂。從它長長的搖柄不難看出,它省力是因為杠桿原理。這和轆轤省力的原理是一樣的。


    接下來是螺旋千斤頂,它也利用的是杠桿原理。和上面的齒條千斤頂一樣,這種千斤頂之所以省力是因為配套的搖桿比較長,它的內在機制簡單來說就是力的傳送。


不管是齒條千斤頂還是螺旋千斤頂,它們本質上都是一種力的傳動系統,實際使用起來并不是很省力。而.省力千斤頂應該就是液壓千斤頂了。對于液壓千斤頂,大家多多少少應該用過,或至少應該見過。這種千斤頂似乎是力大無窮的,好像能舉起任何重物。


從上方的千斤頂原理圖中可以看出,液壓千斤頂其實就是一個液壓系統。接下來筆者就來簡單介紹一下液壓千斤頂舉起重物的理論依據——帕斯卡原理。


帕斯卡原理簡單地說,就是在液壓系統中一個活塞上施加一定的壓力,這個活塞表面壓強的增加必將在另一個活塞上產生相同的壓強增量,用公式表示就是:

不過省力的千斤頂用起來可不一定省時,因為小活塞下降與大活塞上升的高度和兩個活塞的面積是成反比的——活塞面積越小,需要上升或下降的高度越大。因此,千斤頂的大面積比同時也意味著按壓小活塞的次數的增多。


日常生活中不管是使用上面的哪一種類型的千斤頂提升重物,你可能都會覺得省了好多力氣,但其實這樣說只說對了一半。意思就是,雖然使用它們確實比不使用要省力,但是你耗費的總能量卻沒有變。拿液壓千斤頂來說,按壓一次小活塞確實很省力,但是要升起重物,我們需要反復按壓好多次,因而所需輸出的總能量并沒有變,能量前前后后都是守恒的。


進一步地說,生活中的各種省力器材,包括千斤頂、動輪滑、斜面、杠桿等等,都是省力不省功的。使用它們并不會使你獲得額外的力量,在某種程度上它們只是采用了“分而治之”的策略,讓你成功實現給看似不可能抬起來的重物做功。

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