為什麼蹺蹺板低的一方輕輕一踩地面就能很容易起來變成高的一方?

時間 2021-06-08 07:22:10

1樓:「已登出」

這是個好問題,暫時前排留座。空了來答。

同時反對境者無界的答案。他的答案正好與結果相矛盾。

事情是這樣的:

蹺蹺板的模型實際上是乙個等臂槓槓。如圖1所示

研究理想模型可見它是乙個平衡狀態。因為兩個力矩等大反向。(為了方便x乘,我把距離向量畫在了外面,實際上應該在裡面)。

當我們翹起來之後就是這樣:圖2

可以發現,兩個力矩還是等大反向。換句話說此時槓桿還是平衡的。

當你一蹬地,情況就變了:圖3

請看紅色的這個力,這才是槓桿旋轉的原因。容易算出,此力的力矩是垂直於紙面向內的,它會讓槓桿順時針轉動。如圖4:

所以理論上講,只要有這個F0,不論它多小,都會使槓桿順時針轉動。

結論:你所說的輕輕一蹬地,就是指這個F0可以非常小。

下面是知識拓展:

按照上面幾個答案的說法,因為身體傾斜重心移動造成的。這顯然不對啊,顯然他們小時候沒有坐過蹺蹺板。那麼真實情況是這樣:圖5

明顯,這樣的結果是下面的人的作用力距大於上面的人。相當於下面的人死死的壓住了蹺蹺板。經驗告訴我們,這種情況下不論上面的人怎麼動彈,蹺蹺板都沒法轉動起來。因為他的力矩小啊。

當然,建模是容易的,因為我們假設槓桿在刀口上,實際情況要複雜一些,因為下面是這樣

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