跷跷板,你一定玩过吧。在游戏中,先在两端坐下,确定好平衡。然后,一端的人踮起脚破坏平衡,就可以一高一低地进行游戏了。那么,一开始如何让跷跷板保持平衡呢?
当有两个体重差不多的小朋友时,很好办。两个人分别坐在跷跷板的两端,离中间相同的距离就平衡了。
如果是一个大人和一个小孩玩跷跷板,怎么保持平衡呢?这个也难不倒我们,在实际的游戏中,只要让坐在一端的大人往前面移动一些就可以玩了。
有的小朋友可能会说了,在游戏中,也可以让坐在对面的小孩往后移动来保持平衡。假设跷跷板的长度增加一些,小孩继续往后移动,就可以将对面的大人翘起来了。
如果有一个很长很长的跷跷板,小孩一直往后移动,就可以翘起更重的物体了,古希腊的科学家阿基米德最先现了这个秘密,因此,他和别人说道:给我一支点,我能撬动整个地球。
通过自己的观察和思考,阿基米德在他的著作《论平板的平衡》中,总结出了一个平板平衡的公式:
F1×l1=F2×l2
阿基米德所说的平板就是今天中学课本中介绍的杠杆,平板平衡的公式现在被称为杠杆原理(或杠杆平衡的条件)。
既然,阿基米德可以用一根杠杆撬起地球,我们虽然没有阿基米德那样远大的理想,但我们也可以利用杠杆来做一点小事。比如,用杠杆移开挡在我们面前的巨大的石头。古老的埃及人正是用这个方法来移动巨石建造金字塔的。
古代中国人制造的杆秤也利用了杠杆原理,所以杆秤上小小的秤砣却能量出比它重得多的物体,正如俗话说:“秤砣虽小,能压千斤”。
在今天的生活中,我们还找到很多利用杠杆原理的小工具。根据人类利用这些工具的目的不同,可将它们分为三类:
第一类:等臂杠杆,比如天平、定滑轮等。
第二类:省力杠杆,比如开瓶器、老虎钳、起子、撬棒、剪铁皮或修剪树枝的剪刀等。
第三类:费力杠杆,比如筷子、镊子、钓鱼杆、扫帚、船桨、裁衣剪刀、理发剪刀、人手臂等。