Pages Navigation Menu

Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю

Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю

Если прислушиваться к легенде, то эта фраза принадлежит великому древнему математику и инженеру Архимеду. Но откуда же взялась эта фраза и почему она стала столь популярной? А началась вся история с открытия Архимедом такого интересного закона и устройства как рычаг. Сегодня рычаги окружают нас повсюду, это колеса, шестерни, ножницы, да и вся скелетно-мышечная система человека – это система рычагов.

По-сути любой рычаг, это длинна палка, имеющая по центру точку опоры. Если один конец этой палки длиннее, чем другой конец на другой стороне опоры, то при воздействии на рычаг на другом конце образуется большая сила, чем возложенная. Это объясняет, почему ломом так легко можно поднимать плиты, ломать замки и так далее. В теории Архимед предположил, что если бы он мог на что-то опереться в космосе своим рычагом, то мог бы сдвинуть даже Землю, не смотря на ее огромный вес.

архимедВообще любой рычаг можно сравнить с редуктором, то есть он превращает более длинное но слабое движение в более короткое но сильное. Впоследствии, изучая принцип работы рычага, Архимед начал создавать на его основе все новые, полезные на то время устройства. Одним из таких устройств стала лебедка. В ее основе Архимед использовал зубчатое колесо и червячную передачу. Благодаря такой конструкции можно было поднимать грузы огромной массы с минимальным усилием, причем на любую высоту. Вероятно, именно благодаря этой лебедке Архимед самостоятельно сдвинул корабль массой 200 тонн, на что ранее требовалось 1600 человек.

Если сравнивать принцип работы рычага с другими явлениями, то лучше всего его описывает гидравлика. Например, если взять два разных по диаметру цилиндра с поршнями, налить в них жидкость и подключить шлангом друг к другу, мы получим своего рода рычаг.

Например, если один цилиндр в диаметре будет вдвое меньше другого, то мы сможем удваивать прилагаемую нагрузку. Предположим, что ход поршня в узком цилиндре у нас составляет 1 метр, и мы кладем на него груз весом в 1 кг. При опускании поршня в узком цилиндре жидкость будет переходить в другой цилиндр, и поршень будет двигаться вверх. Так вот, здесь поршень будет двигаться вверх с силой уже в 2 кг. Однако при этом поднять груз на в 2 кг метр не выйдет, так как здесь ход поршня у нас составит 0.5 м, то есть вполовину меньше.

Аналогичным образом рычаг может работать и в обратную сторону. Например, прилагая большую нагрузку но небольшого хода, можно получить более длинный ход, но более легкого груза на другой, длинной стороне рычага.