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物理学杠杆支点受力问题

发表时间:2024-07-18 16:25:38 来源:网友投稿

实际上这个问题只要手边有一把提秤就可以解决:用提秤钩住这根杆子的中点(重心),将秤砣放到10kg的位置,提起秤纽,杆子可以保持处于水平位置,若如题将秤钩钩在偏离杆子重心位置(即问题提及的O点),而秤砣同样放置在10kg位置,提起提秤,可以看到秤杆并不能保持水平,且杆子将歪斜。这个说明仅仅有O点的支持,杆子因重心对O点产生的力矩作用,无论如何也不可能使得杆子处于“水平状态”,且O点的“支持力”不一定有10kg;对问题中的一个支持点O来说一个点不可能产生一个力矩与杆子重力产生的力矩相平衡,从而使杆处于稳定状态,这是因为无论多大的力,作用距离为0的时候,力矩的大小都是0。所以严谨的说,问题中手的施力必须有一个“到支点间的距离”存在,才能有一个力矩平衡的情况出现,而这个又与问题提及(仅存在支点O的受力)有相违。所以问题无解。

真实情况也许简略是如图:手腕腕关节O'作为支点,手腕肌肉产生一个将杆子重心向上抬的力矩(OO'×F),与杆子重心产生的力矩(og×10=(1/2m-L)×10kg)平衡,使得杆子处于水平状态,而下垂的手臂承受杆子的重力(手掌重量忽略),因此“手的肌肉出力”远远大于10kg。

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