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千斤頂為什么“力大無(wú)窮”?

所屬分類(lèi):常見(jiàn)問(wèn)題    發(fā)布時(shí)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(cháng)長(cháng)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(lái)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(cháng),它的內在機制簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)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(zhì)上都是一種力的傳動(dòng)系統,實(shí)際使用起來(lái)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(guò),或至少應該見(jiàn)過(guò)。這種千斤頂似乎是力大無(wú)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(shí)就是一個(gè)液壓系統。接下來(lái)筆者就來(lái)簡(jiǎn)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(jiǎn)單地說(shuō),就是在液壓系統中一個(gè)活塞上施加一定的壓力,這個(gè)活塞表面壓強的增加必將在另一個(gè)活塞上產(chǎn)生相同的壓強增量,用公式表示就是:

不過(guò)省力的千斤頂用起來(lái)可不一定省時(shí),因為小活塞下降與大活塞上升的高度和兩個(gè)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(shí)也意味著(zhù)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(lèi)型的千斤頂提升重物,你可能都會(huì )覺(jué)得省了好多力氣,但其實(shí)這樣說(shuō)只說(shuō)對了一半。意思就是,雖然使用它們確實(shí)比不使用要省力,但是你耗費的總能量卻沒(méi)有變。拿液壓千斤頂來(lái)說(shuō),按壓一次小活塞確實(shí)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(méi)有變,能量前前后后都是守恒的。


進(jìn)一步地說(shuō),生活中的各種省力器材,包括千斤頂、動(dòng)輪滑、斜面、杠桿等等,都是省力不省功的。使用它們并不會(huì )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(shí)現給看似不可能抬起來(lái)的重物做功。