轮轴的本质是杠杆。努力或距离取决于轮轴的直径较大还是“轴”的直径较大。
省力类别:滚轮,虎钳锁定杆
费力类:由自行车飞轮和后轮组成的动力系统。
在物理学中,可以在力的作用下绕固定点旋转的硬物体称为杠杆。
杠杆分类
一类:支点在动力点和阻力点的中间。称为第一类杠杆。既可能省力的,也可能费力的,主要由支点的位置决定,或者说由臂的长度决定。动力臂与阻力臂长度一致,所以这类杠杆是等臂杠杆。例:跷跷板、天平等。
二类:阻力点在动力点和支点中间。称为第二类杠杆。由于动力臂总是大于阻力臂,所以它是省力杠杆。例:坚果夹子,门,钉书机,跳水板,扳手,开(啤酒)瓶器,(运水泥、砖的)手推车。
三类:功率点在支点和阻力点之间。称为第三类杠杆。特点是动力臂比阻力臂短,因此这种类型的杠杆虽然费力,但可以节省距离。例如:镊子,手臂,钓鱼竿,皮划艇桨,下巴,锹,扫帚,棍棒,美发剪刀和其他用一只手作为支点而另一只作为力量的工具。
另外,诸如轮轴和车轴之类的工具也是一种可变形的杠杆。采取与第一种杠杆类似的最简单的固定皮带轮。皮带轮的轴像一个支点。物体在两端的拉力就像杠杆的两端所施加的力一样。如果皮带轮是一个理想的圆,则力臂和阻力臂都将是圆的半径。