為什么千斤頂能頂起汽車
如果車子輪胎壞了,相信許多司機都會停車更換輪胎,這時就需要把汽車抬起來。一輛小汽車重約1噸,一輛大卡車有好幾噸,人是絕對抬不動的。但是司機會從汽車的工具箱里拿出一個千斤頂,輕而易舉地就把汽車頂起來。一個小小的千斤頂,怎么會有這么大的威力呢?它是用什么原工作的呢?
垂直向上提起重物的力必須大于或等于該物體所受到的重力。但用斜面往上推動一重物,所需要的力就小得多。斜面的傾角越小,斜面和物體間的摩擦力越小,所需的推力就越小。所以,往卡車上裝重物的時候,經常在卡車后面搭上傾斜的跳板,沿著跳板推到卡車上就省力多了。
那么沿著斜面往上推重物時,一松手,重物是否會沿著斜面滑下來呢?這樣豈不前功盡棄了嗎?如果斜面比較陡,這種情況是完全可能的。要是斜面傾角比較小,重力沿著斜面的分量等于重物和斜面之間的摩擦力,重物在沒有推力的情況下也不會下滑。這種現象稱為&ld;自鎖&rd;。這個原在生活中也常有應用,例如在坑道支柱施工中用楔塊頂起頂梁。在頂梁下面打入楔塊后,只要滿足自鎖條件,頂梁就不會沿著楔塊的斜面滑下來。
搭建斜面需要很大的場地,生活和工程現場往往沒有這樣的條件。我們可以把斜面繞著一條豎直軸卷起來,這樣就形成了一個螺旋面,實際上相當于是在狹窄的空間內搭建了一個斜面,形狀恰似大樓里的螺旋形樓梯。我們平時見到的螺紋就是這樣的螺旋面,當然螺紋的升角還要滿足自鎖條件。當螺栓在螺母中轉動時,實際上就是一個物體在斜面上滑動,只是推力被力偶矩代替了。
千斤頂的結構就相當于一個卷起來的斜面。它的底座就是一個大螺母,頂桿就是一個螺栓。頂桿又和一根長長的把手相連,這里又利用了物學上的杠桿原,當我們通過轉動把手兩端,用一個不太大的力偶矩使頂桿轉動時,在頂部就會產生很大的頂升力,輕而易舉地把汽車頂起來了。
千斤頂有多種不同的形式,但工作原基本上是一樣的。還有一種油壓千斤頂,用的是液壓傳動原。