从物理到工地，教你自制液压起重机 | 正经玩

原创：中科院物理所

不知道大家喜不喜欢看挖掘机挖土吊车起吊

小编真的可以看一整天

工程机械充满了力与美的浪漫

特别是超大型的起重机

举手投足间蕴含着千钧之力

液压起重机是通过什么原理来工作的呢？

本期正经玩将带你自己动手探索答案！

实验器材

硬纸板，美工刀，热熔胶枪，木棍，棉线，注射针筒两个，注射塑料管，所标杯

实验步骤

第一步：

在硬纸板上用裁纸刀裁出两个直角梯形作为起重机支架，一个长方形作为起重臂。再裁出一大块长方形作为底座。

第二步：

用热熔胶枪黏接支架。在两端加上长条形纸板帮助固定，注意上端开口，留出给起重臂的空间。

第三步：

剪一小块三角形纸板，将一个针筒用热熔胶黏接到长条形起重臂上。用小木棍穿过起重臂的一端，也用热熔胶固定好。

第四步：

在支架上开孔，将装置组装起来。将注射软管从装置内部穿过，两端分别连接到两个针管上。之后将吊臂上的针管插入支架上，并用热熔胶固定。用棉线制作一个小的吊台，系在吊臂上

第五步：

在针管中装满水。推动针管时，吊臂上升；拉动针管时，吊臂下降。一个小的液压起重机就做好啦！

原理解说

这个实验的设计有点类似液压起重机的简化版，用到的基本原理是液压原理和杠杆原理。

液压原理最基本的是帕斯卡定律：静止流体中任一点受外力产生压强后，此压强瞬时间传至流体各点。通俗地说就是固体传递压力，液体传递压强。这就像吹气球一样，虽然嘴从一个方向吹气，但气球膨胀的时候压强是各个方向均等的。

帕斯卡定律在生产技术中有很重要的应用。若一个流体系统中有大小两个活塞，在小活塞上施以小推力，通过流体中的压力传递，在大活塞上就会产生较大的推力。这也是刹车系统的基本原理。

杠杆原理大家应该都很熟悉了。起重机的这个杠杆其实是费力杠杆，阻力臂比动力臂长，这样虽然费力，但是可以将物体提升更大的距离。

实验里用的两个针筒粗细相同，因此力通过液压直接等大地传导到吊臂上。大家也可以思考一下，如果想要在施力不变条件下提升更大的重量，吊臂上的针筒应该换用更粗的针管还是更细的针管？