平衡力距力矩与杠杆原理

平衡、力距

「力學」是一門研究物體的運動規律及其應用的學科，有的將其獨立成科，有的將其歸類為物理學的一個分支。查實，古人通過對天文、自然現象的觀察及機械的製作早已對力學有研究，天文、數學及力學基本上不可分割，眾多的「數學大師」如阿基米德(Archimedes)、拉普拉斯(Laplace)、拉格朗日(Lagrange)、牛頓(Newton)、帕斯卡(Pascal)與及較近代的龐加萊(Poincar´e )，介紹他們的時候，除了稱他們為數學家外，亦有稱他們為天文學家、物理學家或力學家。

以牛頓運動定律為基礎的力學稱為「牛頓力學」或「經典力學」，而通常說的「力學」，一般就是指「牛頓力學」或「經典力學」。

「力學」亦有很多分支，按研究問題的性質，可分為：靜力學(statics)、運動學(kinematics)和動力學(dynamics)1。

本欄的主要討論對象為靜力學，討論物體在外界的作用下，機械運動狀態保持不變(平衡)的條件。一件物件能夠保持平衡(equilibrium)的條件：

1.它所受外力的矢量和(vector sum)為零；

2.這些外力對任何軸所產生的力矩(moment of force)互相抵

消。

力矩與槓杆原理

力矩是量度「力」使物體產生轉動作用的量，亦是引致物體轉動狀態改變的原因。如圖，在B 點的力F 作用到A 點的力距M 為F 的大小與力臂d 的乘積，即

M =F d

　其中「力臂」是指從轉軸到力的垂直距離。

力矩愈大，使物體轉動的作用愈明顯，如使用扳手擰螺絲

帽，愈長手柄的扳手，因力臂可以更長，用相同的力，會產

生更大的力距，會更易扭動螺絲帽。如圖，槓杆的「支點」為P ，

左右懸掛了物件A 與B ，槓杆

平行的條件為

F 1d 1=F 2d 2

這條件亦稱為「槓

杆原理」。

F

12d d P 1礙于筆者對物理學的認知非常少，未能道出Dynamics 和Kinetics 的分別

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