杠杆和齿轮
- 简单的杠杆和齿轮系统都可以用来传递和放大力的旋转效应
- 这可以利用矩的概念来实现
杠杆
- 杠杆增加一个的大小力作用于物体以使物体更容易转动
- 施加在杠杆上的力必须起作用进一步离枢轴的距离比力要大
- 要使杠杆更好地工作:
- 增加了大小所施加的力
- 增加了距离来自枢轴的力
- 杠杆的一个例子是开瓶器
用开瓶器在瓶顶上用力
- 开瓶器使用一个杠杆放大人向上施加的小力,在瓶盖上产生向上的大力,将其移除
- 小力的作用线离枢轴的距离比在盖子边缘需要的大力要远得多
- 开瓶器(杠杆)利用力矩作为力倍增器
- 撬棍也是一种杠杆,用来对狭窄的开口施加较大的力。这有助于生活重物
- 人向下施加的小力远离枢轴
- 这会对重物产生很大的向上作用力,使其更容易抬起
在离枢轴很远的地方施加一个小的力可以产生一个大的力矩
齿轮
- 齿轮,类似于杠杆,利用力矩增加转动力的效果
- 它们由带有齿边的轮子组成,这些轮子在轴或轴上旋转,轴或轴起着发动机的作用主
- 一个齿轮的齿与另一个齿轮的齿相配合
- 这让一个齿轮转动另一个,这意味着一个轴或轴可以用来转动另一个轴
- 当一个齿轮转动时,另一个齿轮也必须转动
- 在齿轮相遇的地方,齿将在相同方向(例如向下)
- 其中一个齿轮将顺时针移动,另一个逆时针(在相反的方向)
- 尽管两个齿轮上的力是相同的,但是时刻不会的。这取决于齿轮的大小,它改变了齿到枢轴(轴)的距离。
- 如果一个大齿轮由一个小齿轮驱动,大齿轮将比小齿轮转动得慢,但会有更大的力矩。例如,自行车或汽车的低速档
- 如果一个较小的齿轮由一个较大的齿轮驱动,较小的齿轮将比较大的齿轮旋转得更快,但会有较小的力矩。例如,自行车或马车上的高齿轮
- 这是因为大齿轮上的转向力比小齿轮作用在自己的枢轴上的转向力作用得更远
两个齿轮以相反的方向转动。齿轮越大,力矩越大