物理中的劈指什么(讲解物理老师课堂上徒手劈砖的原理)
让我们一起来探索力量吧!
杠杆原理
在视频中我们可以看到,老师是将砖头放在桌上劈砖的,其实这里就已经有其奥秘所在了。
大家可以先试一下,将一块砖头放在平地上,拼尽全力用手一劈,会有何感受。嗯……砖头倒是没碎,手肯定疼的要命。(别问怎么知道的,问就是作者手疼)甚至就是一本书放着,平地徒手劈,书上甚至没有折痕,手倒是疼的很。
那为什么放在桌面上的时候,就会好很多呢?这就是大家耳熟能详的“给我一个支点,我能翘起整个地球”之杠杆原理了。
首先简单介绍一下杠杆原理:杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1·L1=F2·L2。
其在此处的应用在此处就如下图所示:
可以看出,在桌角劈砖实际上是形成了一个省力杠杆,也就是说手劈下去的相对较小的力(至少不会让手骨折)能够产生一个较大的力破坏砖的结构,导致砖在省力杠杆模型中断裂点处断裂。
如上图所示,要是劈书的话就很明显能够看到一个裂痕(劈书不可取,仅为演示)[滑稽]
但其实我们也看到,视频中老师第一次劈砖并没有劈开。这里就只能说砖头质量比较好,哪怕利用杠杆原理用小力所产生的大力还是没法把砖的结构破坏,使之裂开。(毕竟不能真用把手劈骨折力去劈,平常人也很难有武林高手的手劲,这里要是用橘红色的空心砖头说不定就能直接劈裂了)
惯性定律
这时候老师就用到另外一个物理原理——惯性定律了。
惯性定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
在劈砖的时候顺势把砖抬起来,根据惯性定律,砖就已经具备了一定的速度(感觉这里用能量观点也能解释,视频中老师说也可以用动量定理解释,欢迎小伙伴在评论区留言啊),于此同时手又劈下来,在“手劈”和“桌撞”的共同作用下,这块砖才裂的,但是整体感觉上来看,就像是人凭借了很大力气把砖劈碎的。
如果从劈书或者别的相对较软一点的物体时,就能明显看到与不立起来时有较为明显的区别。立起来后,弯折角度明显变大了。
哪怕把书本在平地上立一定角度向下劈,也能发现整体有微小弯曲。
前辈诚不欺我,果真学好数理化,走遍天下都不怕。如今地摊经济复苏,说不定还能靠着这些小技巧卖艺赚钱。(滑稽)
其实杠杆定律在生活中很多地方都有应用,如筷子,跷跷板,剪刀等等。杂技中的胸口碎大石也是应用到了惯性定律,虽然看起来吓人,但其实还是内藏玄机。甚至喷水剑见血,油锅炖自己等,都有奇妙的物理知识蕴含其中。
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