杠杆计算器 杠杆计算器 计算器 标准化接口 多渠道路由
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更新时间:2025.10.14
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使用杠杆计算器来确定杠杆长度,学习杠杆物理、阿基米德杠杆定律及机械优势。提供杠杆类型及计算实例,帮助用户计算平衡重物所需的杠杆臂长度及机械优势。

杠杆计算器验证工具

阻力臂长度
施力臂长度
阻力臂长度单位
施力
阻力单位
施力单位
施力臂长度单位
阻力

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async function calculatorLever() {
    
    
    let url = 'https://openapi.explinks.com/您的username/v1/calculator_lever/saf20251014790604b39117';
    
    const options = {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/json',
            'x-mce-signature': 'AppCode/{您的Apikey}'
            // AppCode是常量,不用修改; Apikey在‘控制台 -->API KEYs --> 选择’API应用场景‘,复制API key
        },
        body: {"resistanceArm":0,"effortArm":0,"resistanceArmUnit":"cm","effort":0,"resistanceUnit":"N","effortUnit":"N","effortArmUnit":"cm","resistance":0}
    };
    
    try {
        const response = await fetch(url, options);
        const data = await response.json();
        
        console.log('状态码:', response.status);
        console.log('响应数据:', data);
        
        return data;
    } catch (error) {
        console.error('请求失败:', error);
        throw error;
    }
}

// 使用示例
calculatorLever()
    .then(result => console.log('成功:', result))
    .catch(error => console.error('错误:', error));
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产品介绍
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杠杆计算器

阿基米德说过:"给我一个足够长的杠杆"——使用我们的杠杆计算器来找出这个杠杆应该有多长!

在这里您将学到:杠杆背后的物理学和杠杆方程;阿基米德的杠杆定律;杠杆的机械优势是什么;以及一些杠杆实际应用的例子,包括实用的和不实用的!

杠杆可能是人类设计的最直接的机械装置。拿一块木板(或任何刚性材料),找一个放置的地方,你就准备好了。尽管缺乏复杂性,杠杆在我们日常生活中无处不在,是奇妙的机器。看看你周围:剪刀、指甲钳、开瓶器等等,都是杠杆。

🔧

杠杆的组成要素

我们可以用相对较少的要素来描述杠杆:

  • 支点(Fulcrum):杠杆的枢轴点。支点不需要在杠杆的中间——实际上,它的位置决定了这个简单机械的完全不同的用途。
  • 阻力(Resistance):由你想要移动、切割或杠杆执行的任何其他操作的物体施加的力。我们用符号 Fb 表示阻力。从支点到阻力作用点的距离用 b 表示。
  • 努力力(Effort):你在操作杠杆时施加的力。从作用点到支点的距离是 a,其值是 Fa。

杠杆允许你以特定的优势移动物体——也就是说,你能够以减少的努力或增加的速度或位移来移动它。杠杆通过力的应用和由此产生的力矩的利用来工作。这改变了平衡,使我们能够用很少的努力举起重物。

📝

杠杆方程

杠杆的操作原理很简单。我们可以确定杠杆静止的平衡状态。在这种情况下,两个力对杠杆施加的力矩相等。

Fa × a = Fb × b

其中:

  • Fa 是努力力(你施加的力)
  • a 是努力力臂(从支点到努力力作用点的距离)
  • Fb 是阻力(需要克服的力)
  • b 是阻力臂(从支点到阻力作用点的距离)
机械优势 (MA) = a / b

这个方程允许我们找出涉及杠杆问题中需要的每个量。例如,如果力臂的长度已知,就可以计算达到平衡所需的力来对抗特定的阻力。

🌰

计算撬动地球的杠杆臂

我们可以使用杠杆方程计算能够撬动地球的杠杆特性。只有一个条件:你是做举起工作的人!

假设条件:

• 你的体重:70 kg,努力力 Fa = 70 × 9.81 = 686.7 N

• 地球质量:ME = 5.9722×10²⁴ kg

• 地球重量:Fb = 5.9722×10²⁴ × 9.81 N

• 杠杆长度:地球到太阳的距离 = 148.81×10⁹ m

计算结果:

地球一侧的杠杆臂长度比氢原子还要小!这就是一个超长杠杆:地球所在的力臂比氢原子还小!

回到一些更实际的例子。假设你在游乐场玩跷跷板。你知道跷跷板是一类杠杆。假设你的体重是75公斤,你的朋友比较瘦,只有60公斤。跷跷板长4米。你必须坐在哪里才能平衡你的朋友?你创造的杠杆的机械优势是什么?

🌍

三种类型的杠杆

杠杆的各种要素如何相互关联,使我们能够定义三种不同类型的杠杆:

第一类杠杆:当有人要求我们想象杠杆时,我们脑海中浮现的杠杆。支点在阻力和努力力之间。例如:跷跷板、撬棍、剪刀。

第二类杠杆:阻力和努力力放置在支点的同一侧,且 a > b。这种杠杆总是作为力的倍增器。例如:独轮车、开瓶器、胡桃夹。

第三类杠杆:阻力和努力力放置在支点的同一侧,但这次 a < b。这种杠杆总是作为速度倍增器。例如:镊子、钓鱼竿、扫帚。

机械优势特性:

• MA > 1:力的倍增器(省力杠杆)- 用较小的力移动较大的阻力

• MA = 1:平衡杠杆 - 不省力也不费力

• MA < 1:速度倍增器(费力杠杆)- 获得更快的速度或更大的移动范围

📚

杠杆的机械优势和杠杆定律

衡量杠杆"性能"的量称为机械优势。它来源于分析两个力对杠杆施加的力矩。著名的杠杆定律说,杠杆中力的倍增由以下公式给出:

看看公式并记住,a 对应于你施加努力力的一侧,b 与阻力相关。首先:用力臂而不是力来思考更容易:很明显,你施加的力越大,机械优势就越高。

但现在想象有一个真正"不平衡"的杠杆,努力力施加的距离远大于阻力的距离:a ≫ b。这样的杠杆的机械优势将极高,反映在需要在杠杆的一端施加非常高的努力力。

阿基米德说:"给我一个足够长的杠杆和一个放置它的支点,我将移动世界"。他心中想的是一个具有特别好的机械优势的杠杆!

常见问题

什么是杠杆方程?

杠杆方程定义了杠杆在平衡状态下的力和物理特征。它来源于作用在杠杆上的力矩的比较:Fa × a = Fb × b。操作这个简单的方程来分离所需的量。其中 Fi 是力,要么是努力力要么是阻力;li 是杠杆的力臂(a 和 b)。

如何计算杠杆的机械优势?

你可以通过计算作用在杠杆上的力的比值,或者可互换地计算杠杆力臂的比值来计算杠杆的机械优势:MA = Fa/Fb = a/b。机械优势可以小于、大于或等于1。

杠杆臂应该多长才能用我的体重平衡一辆1500公斤的汽车?

假设你重70公斤。要平衡质量为1500公斤的汽车,你可以使用由机械优势定义的杠杆:MA = (1500 × g)/(70 × g) = 21.43,其中g是标准重力参数,等于9.81 m/s²。你这一侧的杠杆臂应该比汽车一侧的力臂长21.43倍。

杠杆的机械优势是什么?

杠杆的机械优势告诉你在做一些机械工作时,你使用的杠杆是否会给你优势。机械优势大于1定义了帮助你举起重物的杠杆。相反,机械优势小于1定义了减少你施加的力,但返回增加速度的杠杆。

API接口列表
杠杆计算器
杠杆计算器
1.1 简要描述
杠杆计算器
1.2 请求URL
/calculator/v1/calculator_lever/001
1.3 请求方式
POST
1.4 入参
参数名 参数类型 默认值 是否必传 描述
resistanceArm number 1.0 从支点到阻力作用点的距离
effortArm number 2.0 从支点到施力作用点的距离
resistanceArmUnit string m 阻力臂长度的单位
effort number 100 作用在杠杆上的施力大小
resistanceUnit string N 阻力的单位
effortUnit string N 施力的单位
effortArmUnit string m 施力臂长度的单位
resistance number 200 需要克服的阻力大小
1.5 出参
参数名 参数类型 默认值 描述
torqueUnit string N·m 力矩的单位
leverType string 根据机械优势判断的杠杆类型:力的放大器、速度放大器或平衡杠杆
torqueEffort number 施力产生的力矩大小
torqueResistance number 阻力产生的力矩大小
mechanicalAdvantage number 杠杆的机械优势,等于施力臂与阻力臂的比值
isBalanced boolean 根据杠杆平衡方程判断当前杠杆是否处于平衡状态
1.6 错误码
错误码 错误信息 描述
FP00000 成功
FP03333 失败
1.7 示例
参考上方对接示例