Đòn Bẩy

Chắc hẳn các bạn đều đã được học qua về nguyên lý đòn bẩy từ chương trình vật lý THCS. Công thức của đòn bẩy cũng khá đơn giản:

Khoảng cách từ điểm tựa đến tâm của A x Trọng lượng của A = Khoảng cách từ điểm tựa đến tâm của B x Trọng lượng của B

Tuy đơn giản nhưng đòn bẩy giúp chúng ta có thể di chuyển vật nặng mà không phải tiêu tốn quá nhiều lực. Chính vì thế, đòn bẩy được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hàng ngày, ví dụ đơn giản nhất là cái kéo các bạn thường dùng. Nhưng các bạn có biết, cơ thể của con người chúng ta chính là một trong những ví dụ thú vị nhất về ứng dụng của đòn bẩy không? Nhưng trước hết, hãy cùng xem qua các phân loại của đòn bẩy nhé.

Đòn bẩy nói chung gồm 3 điểm chính: điểm tựa – ký hiệu là F (trong tiếng anh gọi là fulcrum); vật cần nâng – tạm ký hiệu là R; và lực tác động – tạm ký hiệu là AF. Khoảng cách giữa F và R tạm gọi là a; khoảng cách giữa F và AF tạm gọi là b

Loai đòn bẩy thường thấy trong SGK nhất là loại 1: điểm tựa ở giữa vật cần nâng và lực tác động

b càng lớn thì lực cần tác động để nâng R càng nhỏ nhưng bù lại, tốc độ di chuyển của R sẽ chậm. Ngược lại, nếu b nhỏ thì lực AF phải lớn hơn và tốc độ di chuyển của R cũng sẽ nhanh hơn.

Loại 2: vật cần nâng ở giữa lực tác động và điểm tựa:

Ví dụ của loại 2 là xe đẩy hay xe cút kít dùng trong các công trường xây dựng

Như các bạn có thể thấy, trong đòn bẩy loại 2, a lúc nào cũng nhỏ hơn b nên những đòn bẩy loại này sẽ nâng được vật nặng nhưng tốc độ của vật sẽ chậm

Loại 3: lục tác động ở giữa vật cần nâng và điểm tựa:

Ví dụ của loại 3 là cái chổi. Bạn nào đã từng quét nhà chắc cũng từng trải nghiệm qua: cầm gần đuôi chổi (điểm tựa) nếu muốn quét nhanh (b nhỏ) nhưng nếu muốn quét chậm, quét kỹ thì cầm gần đầu chổi (b lớn).

Trong đòn bẩy loại 3, a lúc nào cũng lớn hơn b nên những đòn bẩy loại này sẽ phải dùng nhiều sức hơn nhưng bù lại, vật sẽ đi nhanh hơn, di chuyển thoải mái hơn.

Bây giờ các bạn đã biết về 3 loại đòn bẩy. Theo các bạn nghĩ, cơ thể con người sẽ dùng loại đòn bẩy nào nhiều nhất? Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của chúng ta, điều gì quan trọng hơn? Nếu các bạn chọn loại 3 thì các bạn chọn đúng rồi đấy. Đối với con người chúng ta, khả năng di chuyển nhanh với tầm di chuyển rộng quan trọng hơn khả năng nâng được những vật nặng. Chính vì thế, các cơ bắp và xương khớp trong cơ thể chúng ta được thiết kế dựa trên đòn bẩy loại 3.

Ví dụ khi các bạn gập cánh tay lại, khớp cùi chỏ của bạn chính là điểm tựa và lực để nâng cánh tay được tạo ra bởi các cơ trong bắp tay. Các bạn có thể thấy khoảng cách từ cùi chỏ đến bắp tay – b – là khá nhỏ so với a. Chính vì thế, đối với con người chúng ta, nâng 1 túi gạo 2kg có thể là rất khó khăn nhưng ném, bắt 1 quả bóng lại rất dễ dàng.

Một ví dụ khác là khi bạn cúi người xuống để nâng 1 vật nặng. Khi đó, hông của bạn trở thành điểm tựa và lực nâng được tạo ra bởi các cơ lưng, cơ nằm xung quanh xương sống. Nếu các bạn nâng vật như hình bên trái, khoảng cách a sẽ lớn, đòi hỏi các cơ bắp ở lưng và côt sống phải hoạt động nhiều, dễ gây ra chấn thương. Nhưng nếu bạn nâng vật như hình bên phải, khoảng cách a sẽ nhỏ giúp giảm lực cần tác động để nâng vật.

Vì thế, từ nay trở đi, khi các bạn muốn nâng các vật năng, nên đứng gần vật cần nâng và gập đầu gối chứ đừng nên cong lưng. Nếu ai hỏi lý do tại sao, các bạn chỉ cần nói: “Tại vì nguyên lý đòn bẩy”

Share this:

• Twitter
• Facebook

Like Loading...

Related