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问题: 简单机械(2)

工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓,尽管他使出浑身力气,却没能成功,于是他想出一个新点子:在其他不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一头栓在扳手柄的上端,自己使劲拉绳的另一头,可他还是没能扳动螺栓,这是为什么呢?请分析其中的原因。

解答:

绳子是软的,这样做没有能够增大工人用力的力矩反而可能会减小力矩。假设两次用力大小相同,第一次,用力方向应该是作用在扳手末端,方向与扳手垂直,所以力矩是力乘以扳手长度;第二次用力方向与绳子的方向相同,所以力矩是力乘以螺栓到绳子所在直线的垂直距离,这个距离显然小于或等于扳手的长度,因此力矩不会增大,效果就是无法扳动螺栓