Lub ntiaj teb uas nyob ib puag ncig peb yog nyob rau hauv kev txav mus tas li. Txawm li cas los xij, muaj cov kab ke uas tuaj yeem nyob rau hauv qhov txheeb ze ntawm kev so thiab kev sib npaug. Ib tug ntawm lawv yog lub lever. Hauv kab lus no, peb yuav txiav txim siab seb nws yog dab tsi los ntawm qhov pom ntawm physics, thiab kuj daws ob peb qhov teeb meem ntawm qhov sib npaug ntawm lub zog.
Yuav ua li cas?
Hauv physics, lub zog yog ib qho yooj yim mechanism uas muaj ib tug luj tsis hnyav (board) thiab ib qho kev txhawb nqa. Qhov chaw ntawm qhov kev txhawb nqa tsis raug kho, yog li nws tuaj yeem nyob ze rau ntawm ib qho kawg ntawm kab teeb.
Ua ib qho yooj yim mechanism, lub zog ua haujlwm hloov lub zog mus rau hauv txoj kev, thiab rov ua dua. Txawm hais tias lub zog thiab txoj hauv kev yog qhov sib txawv ntawm lub cev, lawv muaj feem cuam tshuam rau ib leeg los ntawm cov qauv ua haujlwm. Txhawm rau nqa ib qho kev thauj khoom, koj yuav tsum ua qee yam haujlwm. Qhov no tuaj yeem ua tau nyob rau hauv ob txoj kev sib txawv: siv lub zog loj thiab txav mus rau qhov chaw luv luv, lossis ua nrog lub zog me me, tab sis tib lub sijhawm nce qhov kev ncua deb ntawm kev txav mus los. Qhov tseeb, qhov no yog qhov leverage yog rau. Nyob rau hauv luv luv, no mechanism tso cai rau koj mus yeej nyob rau hauv txoj kev thiab poob nyob rau hauv lub zog, los yog, conversely, yeej nyob rau hauv lub zog, tab sis poob ntawm txoj kev.
Kev ua haujlwm ntawm qib
Kab lus no tau mob siab rau qhov sib npaug ntawm lub zog. Ib qho kev sib npaug hauv statics (ib ceg ntawm physics uas kawm lub cev ntawm so) presupposes lub xub ntiag los yog tsis muaj zog. Yog tias peb xav txog lub lever hauv daim ntawv dawb (khoom tsis hnyav thiab kev txhawb nqa), ces tsis muaj zog ua rau nws, thiab nws yuav sib npaug.
Thaum ua haujlwm tiav nrog lub zog ntawm txhua yam, muaj peb lub zog ua haujlwm rau nws. Cia peb sau lawv:
- Cov khoom hnyav. Txij li cov txheej txheem hauv nqe lus nug yog siv los nqa cov khoom thauj, nws pom tseeb tias lawv qhov hnyav yuav tsum tau kov yeej.
- Cov tshuaj tiv thaiv sab nraud. Qhov no yog lub zog siv los ntawm ib tug neeg lossis lwm lub tshuab los tiv thaiv qhov hnyav ntawm lub nra ntawm caj npab.
- Txoj kev txhawb nqa. Cov kev taw qhia ntawm lub zog no yog ib txwm perpendicular mus rau lub dav hlau ntawm lub lever beam. Cov tshuaj tiv thaiv quab yuam ntawm kev txhawb nqa yog qhia upwards.
Txoj kev sib npaug ntawm lub zog cuam tshuam nrog kev txiav txim siab tsis ntau npaum li cov cim ua yeeb yam raws li lub sijhawm ntawm lub zog tsim los ntawm lawv.
Lub sijhawm lub zog yog dab tsi
Hauv physics, lub sijhawm ntawm lub zog, lossis lub zog torque, hu ua tus nqi sib npaug ntawm cov khoom ntawm lub zog sab nraud los ntawm lub xub pwg. Lub xub pwg nyom ntawm lub zog yog qhov kev ncua deb ntawm qhov chaw ntawm kev siv lub zog mus rau axis ntawm kev sib hloov. Lub xub ntiag ntawm qhov kawg yog qhov tseem ceeb hauv kev suav lub sijhawm ntawm lub zog. Yog tsis muaj lub axis ntawm kev sib hloov, tsis muaj ib qho ntsiab lus hais txog lub sijhawm ntawm lub zog. Muab cov ntsiab lus saum toj no, peb tuaj yeem sau cov lus hauv qab no rau lub zog torque M:
M=Fd
Nyob rau hauv kev ncaj ncees, peb nco ntsoov tias lub sij hawm ntawm quab yuam yog ib tug vector kom muaj nuj nqis, txawm li cas los xij, kom nkag siab lub ntsiab lus ntawm kab lus no, nws yog txaus kom paub yuav ua li cas lub modulus ntawm lub sij hawm ntawm quab yuam yog xam.
Dhau li ntawm cov qauv saum toj no, nws yuav tsum nco ntsoov tias yog tias lub zog F txav mus rau qhov system kom nws pib txav mus rau qhov sib npaug, ces lub sijhawm tsim yog suav tias yog qhov zoo. Conversely, lub nyiam tig lub kaw lus nyob rau hauv cov kev taw qhia ntawm lub moos qhia ib tug tsis zoo torque.
Formula rau qhov sib npaug ntawm lub zog
Daim duab hauv qab no qhia tau hais tias lub zog ib txwm muaj, thiab cov txiaj ntsig ntawm nws lub xub pwg sab xis thiab sab laug kuj raug cim. Lub zog sab nraud yog sau F thiab qhov hnyav yuav tsum tau sau npe R.
Nyob rau hauv statics, txhawm rau kom lub kaw lus so, ob qho xwm txheej yuav tsum tau ntsib:
- Cov lej ntawm sab nraud uas cuam tshuam rau lub cev yuav tsum sib npaug rau xoom.
- Qhov suav tag nrho ntawm lub sijhawm ntawm lub zog hais txog ib qho axis yuav tsum yog xoom.
Thawj ntawm cov xwm txheej no txhais tau tias tsis muaj kev hloov pauv ntawm lub kaw lus. Nws yog pom tseeb rau lub lever, vim nws txoj kev txhawb nqa yog ruaj khov rau hauv pem teb lossis hauv av. Yog li ntawd, kev tshuaj xyuas qhov sib npaug ntawm lub zog tsuas yog kuaj xyuas qhov siv tau ntawm cov lus hauv qab no:
∑i=1Mi=0
Vim peb rooj plaubtsuas yog peb lub zog ua, sau cov qauv no rov qab raws li hauv qab no:
RdR- FdF+ N0=0
Cov tshuaj tiv thaiv ntawm lub sijhawm txhawb nqa tsis tsim. Cia peb sau cov lus kawg li nram no:
RdR=FdF
Qhov no yog qhov sib npaug ntawm lub zog (nws tau kawm hauv qib 7th ntawm cov tsev kawm ntawv theem nrab hauv chav kawm physics). Cov mis qhia tau hais tias: yog tias tus nqi ntawm lub zog F yog ntau tshaj qhov hnyav ntawm qhov load R, ces lub xub pwg dF yuav tsum tsawg dua lub xub pwg dR. Qhov kawg txhais tau hais tias los ntawm kev siv lub zog loj tshaj qhov luv luv, peb tuaj yeem txav lub nra ntawm qhov ntev. Qhov xwm txheej rov qab los kuj muaj tseeb, thaum F<R thiab, raws li, dF>dR. Hauv qhov no, qhov nce yog pom nyob rau hauv quab yuam.
Nplawg thiab ntsaum teeb meem
Ntau tus neeg paub cov lus nto moo ntawm Archimedes txog qhov muaj peev xwm siv lub zog txav mus rau tag nrho lub ntiaj teb. Cov lus bold no ua rau lub cev muaj kev nkag siab, muab cov qauv sib npaug ntawm qib sau saum toj no. Cia peb tawm hauv Archimedes thiab Lub Ntiaj Teb ib leeg thiab daws qhov teeb meem sib txawv me ntsis, uas tsis muaj qhov nthuav.
Tus ntxhw thiab tus ntsaum tau muab tso rau ntawm caj npab sib txawv. Piv txwv li tus ntxhw qhov nruab nrab ntawm qhov loj yog ib meter los ntawm kev txhawb nqa. Ntev npaum li cas tus ntsaum yuav tsum sib npaug ntawm tus ntxhw?
Los teb cov lus nug ntawm qhov teeb meem, cia peb tig mus rau cov ntaub ntawv tabular ntawm pawg tsiaj txhu. Wb muab qhov loj ntawm tus ntsaum li 5 mg (510-6kg), qhov loj ntawm tus ntxhw yuav suav tias yog 5000 kg. Siv tus lej sib npaug, peb tau txais:
50001=510-6x=>
x=5000/(510-6)=109m.
Ib tus ntsaum tuaj yeem sib npaug ntawm tus ntxhw, tab sis ua li no, nws yuav tsum nyob ntawm qhov deb ntawm 1 lab kilometers ntawm lub zog txhawb nqa, uas sib haum rau 1/150 ntawm qhov kev ncua deb ntawm lub ntiaj teb mus rau lub hnub!
Teeb meem nrog kev txhawb nqa ntawm qhov kawg ntawm kab
Raws li tau sau tseg saum toj no, ntawm lub zog, kev txhawb nqa hauv qab kab teeb tuaj yeem nyob txhua qhov chaw. Nco ntsoov tias nws nyob ze ntawm ib qho kawg ntawm kab teeb. Xws li lub zog muaj ib sab caj npab, qhia hauv daim duab hauv qab no.
Xav tias lub nra (xub xub liab) muaj qhov hnyav ntawm 50 kg thiab nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub caj npab. Ntau npaum li cas sab nraud quab yuam F (xub xub xub) yuav tsum tau siv rau qhov kawg ntawm caj npab kom sib npaug qhov hnyav no?
Cia peb xaiv qhov ntev ntawm lub caj npab li d. Tom qab ntawd peb tuaj yeem sau qhov sib npaug ntawm daim ntawv hauv qab no:
Fd=Rd/2=>
F=mg/2=509, 81/2=245, 25 N
Yog li, qhov loj ntawm qhov siv zog yuav tsum yog ib nrab ntawm qhov hnyav ntawm qhov hnyav.
hom lever no yog siv hauv kev tsim khoom xws li tes log tsheb lossis lub nutcracker.
