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因为我们需要施加的动力大小与动力臂距离成反比(F=R×BRBP),所以当动力臂距离越长,我们用修枝剪摘下一个很重的果子所需要的力量就越小。
相反,我们平时在书房里用的小剪子比修枝剪短得多,就是因为我们剪纸不需要费那么大的力气。
在电影《指环王》的一个著名场景中,身形巨大的半兽人推着一个同样巨型的杆子,想要撬开摩多的门。
半兽人虽然体形笨重,脑子却很灵光,他们把支点放于离门轴很近的地方,以此缩短阻力臂距离,这样他们撬门的时候就可以省点力气了。
看起来,用杠杆撬门比安一个门把手推门要方便得多,是吧?
第二种类型,是阻力点位于支点和动力点之间的杠杆。
请你自行想象一个载有重物的手推车—重物在你的手(动力点)和车胎(支点)之间;还有你在健身房举铁的场景—你身体的重量位于你的手臂(动力点)和你的脚(支点)之间。
别的例子还包括胡桃夹子、开瓶器,以及划船桨,尽管第一眼看上去这些东西并不符合定义。
划船桨运动时的支点是水,我们在水上想要克服的阻力正是船体的重量。
值得注意的是,直观上大家通常会认为船桨的支点是船桨和船体的接触点,但事实并非如此。
再仔细想想,你就会弄明白这一点。
当然了,在日常生活中对这种杠杆最常见的应用其实是我们的脚:走路时,前脚掌和脚趾支撑着我们前进,也就是支点;阻力就是我们的体重;动力则是我们的肌肉和脚踝到脚后跟的跟腱。
简而言之,以上所有的例子都说明杠杆原理在生活中是很实用的。
凭借着其机械上的优势,通过利用杠杆,我们可以费很小的力气来对抗一个更大的阻力。
不说远了,每次一想到走路的过程即一个应用杠杆的过程,我对这个简单机械的崇拜之情便油然而生。
凡人亦英雄:说到走路,那我不得不特别插一句,我是基利安·霍尔内特的头号粉丝。
基利安·霍尔内特是西班牙著名登山和滑雪运动员。
我崇拜他不仅因为他在多届山地世界杯赛事中包揽了许多块金牌,还因为他的字典里不存在“不可能”
这个词。
他创下的世界纪录数不胜数,但在这么多纪录中最让我印象深刻的是2017年5月的那次—他在26个小时内一次性登上珠穆朗玛峰,并且没有借助任何用以固定的绳索,也没有携带氧气瓶,而其他通过这条登山路线的运动员通常需要花上超过四天的时间才能登顶。
基利安之所以能做到这点,正是因为他从不理会旁人发出的“这不可能”
的质疑。
他本人曾说过:“我实现这一切的秘诀就是坚持做想要做的事情,并且绝不要让自己停留在过去获得的成功中。”
他真的就这么做到了这一切。
常言道,坚持不懈,愚公移山。
基利安的意志强大到不仅“移了山”
,还把“山”
给举了起来。
最后一种类型的杠杆,是动力点位于阻力点和支点之间的杠杆,这种杠杆的动力施加于杠杆的中间位置。
这种杠杆具有很大的缺点,即需要给出一个比阻力更大的动力来使杠杆成立。
这种杠杆的实际应用有扫帚、订书机和脱毛镊子。
那为什么我们还要使用这种杠杆呢?这是因为,我们并非总能找到一个理想的省力杠杆支点,比如说,放鱼竿的时候,或者是想要增加物体移动距离的时候,又或者是想要提高物体速度的时候。
最典型的例子就是锤子的应用:当我们搬新家时,我们要悬挂无数的画像,而此时我们就离不开锤子。
我们挥锤子的手只需要用一定的速度移动一小点距离,锤头便会以更大的速度移动更大的距离,从而产生足以使钉子被牢牢固定在墙上的能量。
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