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90

Question

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900N，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？

Answer 1

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可以模型化为图答2的情况，其中D为支点；根据杠杆平衡条件可得：F₁L₁=F₂L₂；
从题意可得：L₂=2cm；动力臂：L₁=12cm；动力：F₁=900N；
所以在被钳材料处能够产生的最大压力为：F₂=(F1L1)/(L2)=(900×12)/(2)=5400N．
同理杠杆ABC可以模型化为图答3的情况，其中B为支点；根据杠杆平衡条件可得：F₃L₃=F₄L₄；
由题意可知：F₃=F₂=5400N；L₃=4.5cm；L₄=1.5cm；
所以：F₄=(F3L3)/(L4)=(5400×4.5)/(1.5)=1.62×10⁴N．

答：他使用该大力钳时，在被钳材料处能够产生的最大压力为1.62×10⁴N．