很普通的现象但我想不通一个已水平平衡的杠杆,将它倾斜,它不能保持倾斜状态,又回到水平.理论上讲,水平时F1*L1=F2*L2,倾斜时F1*L1=F2*L2也符合啊.但为什么不能.

Question

很普通的现象但我想不通
一个已水平平衡的杠杆,将它倾斜,它不能保持倾斜状态,又回到水平.
理论上讲,水平时F1*L1=F2*L2,倾斜时F1*L1=F2*L2也符合啊.
但为什么不能.

Answer 1

你说的这种情况,杠杆的重心肯定是位于支点的下方的.
如果杠杆的支点与重心是重合的,则杠杆在任何位置都会保持平衡.就像你说的,F1*L1始终和F2*L2保持相等.应该指出,L1、L2是垂直距离,即支点到力作用线的垂线的长度.在水平的时候,垂直距离是和杠杆长度相等的,倾斜后就变短了.但在重心与支点重合的杠杆中,倾斜后L1、L2减小量是一样的,所以仍可以保证F1*L1=F2*L2,使杠杆平衡.
如果杠杆的重心位于支点的下方,在杠杆水平时F1*L1=F2*L2,杠杆平衡.再倾斜杠杆,根据几何上的推算,L1、L2减小的不一样,就是一边的F*L变大,使杠杆自动回到原来平衡位置.这种杠杆是稳定的,受到微小扰动后会自动回到平衡位置,所以生活中很多杠杆都采取这种,比如天平,杆秤（支点是提着的）,等.
如果杠杆的重心位于支点的上方,在杠杆水平时F1*L1=F2*L2,杠杆平衡,在倾斜时,L1、L2减小的也不一样,就是一边的F*L变大,但这时的结果和上面的不一样,这会使杠杆更加偏离平衡位置.所以这种杠杆只要由一个小的扰动就会失去平衡.
上述三种情况可以用挂相框的例子帮助理我们在墙上钉一颗钉子,假如吧相框挂上,这是支点（钉子）在相框重心的上方,相框是稳定的,推一下它,摆动几下后又回到了原来位置；假如我们把相框小心放在钉子上,这是支点就在重心的下方了,不稳定,推一下它就会歪向一边,掉到地上；在假如,我们直接把钉子钉在相框的中心位置,一块订到墙上,则相框就能停在任何位置,倒着也行,斜着也行.
所以,你说的那个杠杆肯定是重心在支点的下方,才会稳定.
你明白了吗