一指断铁丝.doc

一指断铁丝甲乙正在台上表演甲:“你能用一个手指把这根铁丝拉断吗?”乙:“谁有那样大的力气呀!”甲:“我能拉断它,而且不费吹灰之力!”乙不相信。甲把铁丝安在小木块的铁钩上,用一个手指在人字形木条的铰链处用力安一下,铁丝即被拉断。换上新铁丝,邀请别人来试验,也拉断了。器材一个人字形支架(用两根长约12cm硬木条制成,中间用铰链连接,其张角在以上);两小块硬木,凹处钉上铁皮,下边装有小铁钩,如图1所示;三根长约20cm的细铁丝。原理这是一个关于力的分解的问题。当我们用手指按下木条的时候,按在木条顶部的力沿着两根木条方向传递到木块上去。所以实际上分成了沿着木条方向的两个分力和,其大小由矢量的平行四边形法则来确定。当试验的两根硬木条相同时,则==,如图2所示,显然=,根据三角函数的计算,手指按下的力与传到木条上的分力之间的关系是:一定时,支架的张角越大,分力也越大。当时,约是的两倍;当时,约是的五倍。所以,只要支架的张角在范围内而足够大时,那么按支架的力虽然很小,所产生的分力却很大,是完全可以把铁丝拉断的。应用力的合成与分解及共点力的平衡等力学原理在共农业生产上得到极其广泛的应用。著名的赵州桥就是一个出色应用力学原理的例子。赵州桥是一千三百多年前,我国隋朝著名石匠李春设计的石拱桥,至今仍非常坚固,它显示出我国古代劳动人民的智慧和才华。石拱桥的结构充分利用了力学原理。现对石拱桥中间的一块石条进行分析,见图3,用力的平行四边形法则把石条的重力分解在垂直它的两个侧面的方向上。这个分力的作用使石条相互挤压在一起,并依次通过石条传到桥墩,同时桥墩也有反作用力作用与石条上。因此,组成拱桥的每块石条受到的都是压力。桥上承重后,石条间相互挤压的力量变得更大。而石头能承受很大的压力。例如要把花岗岩压坏,需要每平方厘米上有12000-24000牛顿(1200-2400公斤)的压力。拱形建筑正好充分发挥了石头等材料能承受很大压力的特点,所以坚固耐用。