劈
具有构成尖锐角度的两个平面形状的坚硬物体,亦称尖劈。利用尖劈可以增大作用力,并改变力的作用方向。中国周口店北京猿人遗址处发现的两面石器是尖劈的原始形式,距今约有40~50万年。出土文物中有新石器时代的石斧、石矛,商周时代的青铜刀器和兵器等。这些都说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单工具。
斧是常见的一种尖劈。若作用力F是输入力(图1a),劈开力
(或
)是输出力,如果不考虑摩擦力,应用静力学平衡条件,F、
、
三个力组成的力三角形 ABC必封闭(图1b),由此得
,式中θ是尖劈的尖角的一半。当θ角很小时,sinθ的值也很小,小的输入力F就可产生很大的输出力
(或
),机械利益
。
、
的作用,此两力大小相等、方向相反、作用线重合,即满足二力平衡条件。把每一力分解为法线反力N1(N2)和摩擦力Ff,则Ff=N1tgθ。根据静滑动摩擦定律,Ff≤fN,式中f是静滑动摩擦系数,故自锁条件为:
。
)



