第四節:其他機械
1輪軸
1.1輪軸相當于一個杠杆。輪和軸的中心O是支點,作用在輪上的力是動力F1，作用在軸上的力是阻力 F2，輪半徑 OA 就是杠杆的動力臂 L1，軸半徑 OB 就是杠杆的阻力臂 L2、由杠杆的平衡條件可知：
F1·OA=F2•OB ,
或F2/F1=OA/OB。
如果輪半徑用 R 表示,軸半徑用r表示,上式可寫作:F2/F1=R/r
其意文是:若輪半輕是軸半徑的幾倍,作用在輪上的動力F1,就是作用在軸上阻力的F2的幾分之一。
1.2應用:辘轳、汽車方向盤等.
1.3知識拓展——輪軸與機械變速
輪與軸是一種簡單機械,最早的應用可能就是車輛。現在輪與軸的使用随處可見,車輪、方向盤、機器的旋鈕以及操作手輪等發揮了重要的作用,而各種式樣的輪(齒輪,鍊輪、凸輪,蝴輪、皮帶輪)與軸更加豐富了機械傳動的内容。
①齒輪主要的功用是改變機械的速度或運動方向。
②例:自行車上有一個必要的部件就是鍊輪,一輛 10速的山地自行車,前面兩個鍊輪,後面五個鍊輪,這樣就構成 10 擋變速。
ⅰ一速最慢,踏起來最省力,由前面的小鍊輪帶動後面最大的鍊輪。ⅱ10速最快,由前面的大鍊輪帶動後面最小的鍊輪。所以,車在平地上行走時,可以用較高速度;上坡時用較低速度,結果花的力量大體相同。
③一般機器都是由快速變為慢速,就是通過齒輪傳動來實現的,
2斜面
2.1斜面也是一種簡單機械,如圖示,AB 叫做斜面長,常用L表示,BC 叫做斜面高,常用 h 表示。
2.2利用斜面也可以省力:
①如果斜面光滑,要把重物沿斜面勻速要拉上去,所用外力 F=h/L×G；
②如果考慮斜面的摩擦力,
則 F=h/L ×G f。
2.3當斜面的高一定時,斜面越長越省力。例如騎自行車上坡時,往往走“S"形；山區的盤山公路,江面大橋都修築很長的引橋等,都是利用了斜面的原理.
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