<股票配资网>杠杆原理概述：力与力臂关系及平衡条件的剖析

概述

杠杆原理也称“杠杆平衡条件”，要使杠杆保持平衡，作用在杠杆两端(动力点和阻力点)的两个力的大小跟它们的力臂的长短成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1 · L1= F2 · L2，式中F1表示动力、F2表示阻力、L1 表示动力臂、L2 表示阻力臂。从上式可以看出杠杆炒股家破人亡，欲使杠杆达到平衡，力臂的长短之比决定了动力与阻力之比，力的传递速度为光速C，而力臂的长短决定力的传递时间长短(t = L/C)，力臂长的力传递所需时间长，力臂短的力传递所需时间短。这就提示我们必需从力和冲量的传递时间的角度去剖析杠杆原理的发生机理。

遵守杠杆原理，置放在杠杆上的两个重物呈静力平衡状态。历史

早在旧石器时代晚期，古人就知道使用杠杆的原理来制作投枪器。考古学者认为，在古埃及4500多年前的金字塔时期，工人使用杠杆来移动、抬举重量超过100英吨的方尖碑。中国战国时期，墨子在所著作的《墨子》一书中，提到应用杠杆的概念。

大约在公元前330年，亚里斯多德在著作《机械问题》里，对于杠杆有详细的论述，并且基本而言使用虚功的现代概念推导出杠杆原理。公元前3世纪，古希腊科学家阿基米德在著作《论平面图形的平衡》里用几何方法推导出杠杆原理，并且宣称：“给我一个支点，我就可以撬动整个地球。”

原理

杠杆是可以绕着支点旋转的硬棒。当外力作用于杠杆内部任意位置时，杠杆的响应是其操作机制；假若外力的作用点是支点，则杠杆不会出现任何响应。

假设杠杆不会耗散或储存能量，则杠杆的输入功率必等于输出功率。当杠杆绕着支点呈匀角速度旋转运动时，离支点越远杠杆原理概述：力与力臂关系及平衡条件的剖析，则移动速度越快，离支点越近，则移动速度越慢，由于功率等于作用力乘以速度，离支点越远，则作用力越小，离支点越近，则作用力越大。

机械利益是阻力与动力之间的比率，或输出力与输入力之间的比率。假设动力臂D1、阻力臂D2分别为动力点、阻力点与支点之间的距离，动力F1、阻力F2分别作用于动力点、阻力点。则机械利益MA为：

通常在学习杠杆的初级理论时，会聚焦于输入力和输出力由于虚位移而做的虚功。虚位移可以定义为物体的移动速度乘以虚时间。这样定义导致计算的物理量是功率，而不是功。这种方法有一个实在优点：在研究机械工程学或机构学时，功率是主要计算的物理量。使用这种方法来对杠杆做静力分析，就如同对于车子的传动系统，或机械手臂做静力分析，它们的机械利益的计算方式完全一样。

静力平衡的杠杆

由于杠杆内部有一点为固定点，杠杆只能绕着这固定点做旋转运动。相对于这一点，杠杆不能做平移运动。

分类

靠着比较动力臂、阻力臂的长度，可以将杠杆分为三类：

动力臂长于阻力臂的杠杆是“省力杠杆”，这可以省力。开瓶器、撬棍等均为省力杠杆。阻力臂长于动力臂的是“费力杠杆”，这可以省时。大部分剪刀、镊子、筷子、钓鱼竿、火钳、笔等均为费力杠杆。动力臂和阻力臂长度相等的杠杆是“等臂杠杆”，跷跷板、天平等均为等臂杠杆。

另外一种分类法式依照动力点、阻力点、支点在杠杆的相对位置来分类。

第一类杠杆

第一类杠杆的动力点、阻力点分别在支点的两边。例如，铁撬、跷跷板、天平、尖嘴钳。

第二类杠杆

第二类杠杆的动力点、支点分别在阻力点的两边。例如，独轮车、胡桃夹子、开瓶器。这是一种省力杠杆，可以施加较小的力量来移动较重的物体，但是动力的位移较长。

第三类杠杆

第三类杠杆的阻力点、支点分别在动力点的两边。例如，镊子、钉书机、扫把。这是一种费力杠杆，可以节省动力的位移。

产生机理

杠杆原理产生机理并不复杂，但要真正理解，需要打破原有的思维模式和思维惯性，要正确认识力与冲量之间的关系，从力和冲量的传递过程去理解，力与冲量在传递过程中有其特有的属性。当杠杆平衡时，从支点传递出相同大小的冲量和瞬时冲量(力)，但由于传递所需的时间不同，杠杆两端接收到的冲量和瞬时冲量(力)都不同，杠杆受力的三个点均处于合力和合冲量为零的状态，杠杆保持平衡。否则，杠杆将失去平衡。

总而言之，“杠杆平衡时，任意相同的时间内，从支点向杠杆两端传递出相同大小的冲量，因传递的时间同力矩成正比，导致杠杆两端的接收到的瞬间冲量(力)之比等于杠杆两端力矩的反比”是杠杆原理产生内在原因。

通过对杠杆平衡原理形成机理的分析，我们可以确定冲量的传递有以下规律：相同的冲量因所需传递时间的不同，在接受点所接受到的瞬间冲量(力)也不同，即F= I/Δt。此项结论适用于力的传递不在一条直线上并产生冲量传送时间差的力的分析，如对杠杆、滑轮、齿轮、角动量等力的作用分析。

表达方程式

理想杠杆不会耗散或储存能量，也就是说，支点与硬棒之间不会出现任何摩擦损耗，硬棒是一种刚体，不会被弯曲，发生形变。注意到硬棒不一定是直棒。弯曲的硬棒形成的杠杆称为“曲杠杆”。对于理想杠杆案例，输入杠杆的功率等于杠杆输出的功率。输出力与输入力之间的比率，等于这两个作用力分别与支点之间垂直距离的反比率，称这相等式为“杠杆原理”，以方程表达：

或者：

定义力矩M为：

其中，F是作用力，D是作用力与支点之间的垂直距离。

则输入力矩等于输出力矩：

杠杆原理表明，当静力平衡时，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂：

运用

复式杠杆

复式杠杆（ lever）是一组耦合在一起的杠杆，前一个杠杆的阻力会紧接地成为后一个杠杆的动力。几乎所有的磅秤都会应用到某种复式杠杆机制。其它常见例子包括指甲剪、钢琴键盘。1743年，英国伯明翰发明家约翰·外艾特在设计计重秤时，贡献出复式杠杆的点子。他设计的计重秤一共使用了四个杠杆来传输负载。

财务杠杆运用

财务杠杆系数将密切影响企业的偿付债款的能力。当企业寻求的财务杠杆效应过高，企业的债务与资本结构的占比就会因此发生改变。只有企业保持合理的负债比率，不盲目举债，以合理方法应用财务杠杆，才能有效规避财务风险，实现财务杠杆的最大价值。

如今负债经营已经成了我国企业生产运营中不可缺少的一种形式，有多种渠道在债务融资决策过程中可供选择，包括向金融机构贷款，债务融资，发行股票，公共债务等筹资方式。但各种方式都有利有弊，因此，企业在实践中必须先衡量各种筹集资金的方式的利弊，做出最优选择。

财务杠杆对于企业的资本结构可以起到优化作用，即将企业的股权资本和债务资本重新分配，调整其构成比例。企业的资本结构应根据市场环境和国家利率政策等多个因素而发生改变，适时调整到最优状态，以适应企业经营发展的需要。