第81集丨动滑轮为什么能够省力呢
动滑轮是生活中常见的简单机械,它为什么能省力呢?这要从它的结构和杠杆原理说起。
和固定不动的定滑轮不同,动滑轮的轴会随物体一起运动。我们可以把动滑轮看作一个变形的杠杆:绳子与滑轮左侧(或右侧)边缘的接触点是支点,物体对滑轮的拉力(等于物体重力G)作用在滑轮中心,是阻力;人拉绳子的力F作用在绳子自由端,是动力。此时,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,动力臂恰好是阻力臂的2倍。
根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,可得F×2r=G×r,即F=G/2。所以在忽略滑轮自重和摩擦时,动滑轮能省一半力。不过要注意,省力的同时会费距离——物体上升高度h时,绳子自由端要拉动2h的距离,因为省力不省功是机械的基本规律。
综上,动滑轮本质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,这就是它能省力的核心原因。