实际上人拉一个动滑轮,那绳子得拉上两头,手扯的劲儿确实比直接提重物大不少,但滑轮底下那股劲儿还是省下了不少力。咱别去抠那些死板的定义,就看着图想点事儿。 画这个图的时候,眼得先盯着滑轮底下那根绳子。
你想想,滑轮是中间的轴,绳子得绕过它,一头往下挂重物,另一头往上拉。但这根绳子断不了,它得在滑轮表面来回走。
故此,你拉的那根绳子,实际上是从上面绕下来,回到滑轮边上,再往上走,最终才帮你提住那个重物。 这就好比你拿一根绳子去提个箱子,你得把绳子绞成两股,一股朝上,一股朝下。滑轮就是那个绞盘,它省下了绳子的长度。滑轮底下挂着的那个重物,就是我们要搬的那块砖。上面那根手用的绳子,就是我们要加的那点力。 看这图就好记。绳子绕过滑轮,两头都连着。一边一头连在天花板要么支架上,那边一头连着那个重物,那根用来拉的手用的绳子,就是那根被省下来的半截子绳子。 这就相当于你用一根绳子去搬个千斤顶,你拉的那头绳子,实际上是你手用的那根,而滑轮底下那根绳子,就是千斤顶脖子里的骨子,它负责承受住那个大重量。你不用直接用手去掰那个大骨头,你只需求用手去拽那根细绳子,而滑轮把那个大骨头分担到了两根绳子上,一根你拉,一根滑轮底挂重物,一样的力气,能提更重的东西。 这原理就像个物理上的跷跷板,可是它是倒着玩的。滑轮底下挂的那个重物,就是那件沉甸甸的东西,它压着滑轮轴,滑轮轴要把这根绳子拉上去,才能顶住那个重物。而你拉的那根绳子,就是你在给滑轮轴推一推,推着滑轮轴往上走,绳子跟着走,滑轮底下挂着的重物也跟着被顶起来了。 咱举个具体的例子,比如你搬个 50 公斤的钢管。站在地上直接提,你得用 50 公斤的力气,并且还得喘粗气。
可是你拉动滑轮,你就得用一半的力气,也就是 25 公斤。
为啥?出于滑轮底下的重物,和上面你的手用的绳子,是成对儿把力的。滑轮底下挂着 50 公斤,那根绳子就要承受 50 公斤的重量,你手里提的绳子,也要承担 25 公斤的力。 你看这图上的标注,滑轮底下标了 50 公斤,那根绳子在下面,上面那根绳子就在你手边。你在拉绳子,每拉一步,滑轮底下就要顶 50 公斤,而你手里的绳子,实际上只承担了一半。
这就是省力。 再想想,要是滑轮底下没挂东西,你手拉绳子,那绳子受力是多少?也是 25 公斤,出于绳子两端受力平衡嘛,不管中间绕没绕滑轮,绳子两头的张力一直一半的。
可是加了滑轮底下挂重物之后,你手拉绳子的力就变大到了 50 公斤,而滑轮底下承受过来的却是 100 公斤的力(两根绳子)。 故此,你手用的绳子力变大了,可是滑轮底下受力变多了,绳子被拉得更紧,但物体被抬高了。你得咬牙,得把这根绳子拉得更用力,才能把物体顶起来。 这就好比你在爬山,不用走台阶,你拉着绳子,绳子在下面绕着滑轮飞。你每拉一段距离,绳子就得拉上两段,要是你手拉绳子 10 米,滑轮底下绳子就得拉 20 米,反过来,滑轮底下那根绳子拉长 10 米,你得拉 20 米绳子。 你看这图,滑轮底下那根绳子被拉得挺长,上面那根绳子被你也拉得挺长。绳子越长,力就越省。
这就像你拉着一张床,床底下装了个杠杆,你不用直接站着把床抬起来,你只需求站着拽那根绳子,床底下的绳子不动,床就起来了。 咱再看数据。
要是不用滑轮,你提 1 公斤重物,你得用 1 公斤力。
要是用了滑轮,你提 1 公斤重物,你只需求用 0.5 公斤力。
这就是省力。 有时候你会发现,绳子越粗,越省力,就是出于绳子越粗,你拉一脚,滑轮底下顶的力就越大,绳子就被拉得越紧,力就省得越多。你能够选一根细一点的绳子,也能省力,只是费点力气。 总而言之,这就是滑轮省力的道理。它不是 magic rod,它就是个物理杠杆,只不过把这个杠杆的支点藏进了轮子里。你不用直接搬重物,你得拉着绳子走,轮子帮你转,绳子帮你拿。 这就好比你在推一个柜子,不用手直接推,你推窗帘,窗帘滑那会儿,柜子就动了。你不需求直接推柜子,你只需求推绳子。 画这个图的时候,记得把滑轮画成两个半圆,中间有个轴,绳子从上面下来绕过轴,再往上走。重物挂在轴下面。
这样你就能一眼看出,哪根绳子是你拉的,哪根绳子是滑轮底挂的。 这图就画成这样了,好办明白,一看就懂,就像给个新手上课一样。
不用讲啥复杂的公式,就看着图想事儿,就能明白为啥滑轮能省力。 你看这图,滑轮底下挂着个重物,上面拉着根绳子,这根绳子你手拿着,滑轮底下那根绳子也在动。
这就是省力。
这就是滑轮。
这就是物理。 这就是动滑轮省力的画法。
记住了,就是省了一半的力气,就是让你多拉一倍的距离。想要省力,就得拉远,这就是物理。