工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工具夹紧或切断金属材料,图 12 所示为用于切断金属所常用的一种小型大力钳,其各部分尺寸已在图中标明(单位为 cm)。若工人师傅的单手最大握力为 900 N,他使用该大力钳时,在被钳材料处能够产生的最大压力为多大?
解析: 大力钳工作时,相当于杠杆组合,其中 ABC、CDE 以及对应的下半部分分别为杠杆。假设力的方向沿竖直方向,则杠杆 CDE 可模型化为图 2 的情况,其中D为支点,根据杠杆平衡条件,可
F1L1=F2L2
由题意可知,F1=900N,L1=12cm,L2=2cm, 解得
F =5.4×103N
同理,杠杆 ABC可模型化为图 3 的情况,其中B为支点,根据杠杆平衡条件,可得
F3L3=F4L4
解得:
F =1.62×104N.
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