淺談釣竿長度與槓桿原理介紹
在溜魚的過稱中,我們看到釣竿產生的形變既不是圓的弧,也不是一條拋物線(拋物線關於頂點對稱),而僅僅是一條曲線。溜魚的過程中,在釣竿彎曲所形成的曲線上有一最終受力點,這一點會根據魚的質量m和逃竄的速度v而不斷改變。
根據曲線的性質,曲線在這受力點處也是有切線的。假設以受力點為切點,魚逃竄的過程中必然會沿受力點的切線方向產生瞬時拉力,而這個拉力就好比一個和受力點共切點共切線的圓作勻速圓周運動產生的離心力,這個圓(以下簡稱相對圓)的半徑r的大小就要根據釣竿受力點處形變的大小所決定,並且是一個反相關的關係。等長度的硬釣竿由於受相同衝擊力時受力點靠近竿梢,形變相對於受力點靠後的軟釣竿來説就比較大,因此相對圓的半徑r就相對較小,所以卸力效果沒有軟釣竿好。
但是為什麼過軟的釣竿也容易斷呢?平時釣友們在溜大魚的過程中一般會一隻手握着底把,而另一隻手會握着底把靠前的部位作為槓桿的支點(在此定義為O點),魚在逃竄的過程中衝擊力越大,則釣竿的受力點越靠後,調性越軟受力點也越靠後。當受力點與O點重合以後就不會再往後延伸,因此受力集中在O點處。勢必會對O點處造成過於明顯的形變,而相對圓的半徑r就就變小。
所以我們通常會發現過軟的釣竿溜魚的過程中容易斷竿,而斷竿處則大多數在O點附近。釣友們在挑選釣竿的時候會關注這隻釣竿受力是否均勻,其實道理一樣,受力不均勻的地方容易發生明顯的形變,因此容易斷竿且多發生在受力不均勻處!
再來談談為什麼釣竿越長越不容易斷竿斷線。記得阿基米德説過:給我一個支點,我可以撬起整個地球。從槓桿原理的角度來分析這個觀點是正確的,在此我覺得有一個必要的前提:所用的槓桿在受力的情況下不會發生形變。我們在釣魚的過程中會發現,飛質量相同的一條魚,釣竿越長,所需要的力也就越大。用槓桿原理解釋就很清楚:不論釣竿的長短,手腕用力的點到支點的力臂是不會變化的,而魚到支點的力臂距離和釣竿的長度呈正比例的關係。由此可見,相同質量的一條魚由於它到支點的力臂距離的變化而需要你用不同大小的力去提。
説到這裏,也許有人會產生疑問,照這樣理解應該越短的釣竿越容易溜大魚。其實不然,因為釣竿受力會產生形變,受力點和上文提及的支點O是不重合的。質量好的釣竿越靠近底把部位所能承受的拉力越大,因此,一根釣竿上O點所能承受的拉力應該大魚等於受力點。對於不等長度的釣竿來説,由於竿越長,魚到支點O的力臂也就越大,但是釣竿的受力點相對於竿梢來説也就靠後,受力點的形變相對來説也就越小,相對圓的半徑r就越大,自然而然就達到了卸力的效果。
所以得出結論:溜魚過程中,在受力點和支點O不重合的情況下,釣竿越長,受力點的受力就越小,而支點O的受力就越大。所以,阿基米德想撬動地球,所用的槓桿前提是不會產生形變,如果給他一根總夠長的魚竿,別説是地球,就是連我們釣魚人他都撬不動,相反,我們可以把他當魚一樣溜。
在此我自己倒產生了一個疑問,溜大魚的時候杆子保持合適的角度達到的卸力效果是不是也和受力點的形變有關呢?
個人淺見,僅供大家探討,不當之處,還望指正。
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