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杠杆平衡:右侧需要多大的力
一根杠杆的支点左侧 0.4 米处挂一个质量为 3 千克的物体,要使杠杆平衡,在支点右侧 0.6 米处需要施加多大的力?(g 取 10 牛/千克)
直接答案
右端需 20 牛顿(相当于 2 千克)
分步解答
- 左端重力 F₁ = mg = 3×10 = 30物体重力提供左侧动力
- F₁·L₁ = F₂·L₂ → F₂ = F₁×L₁/L₂ = 30×0.4/0.6 = 20杠杆平衡条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
- 对应质量 = 20/10 = 2 千克换算成日常说的"多重"
为什么这样做
杠杆平衡时两侧力矩相等:F₁ × L₁ = F₂ × L₂。3 千克物体重 30 牛,右侧力臂更长,所以需要的力更小。
常见错误
- 力臂比搞反,算成 30 × 0.6 ÷ 0.4 = 45 牛。
- 直接回答 3 千克,忽略了两侧力臂不同。
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