扁担中的力学

一根扁担，两条麻绳，三点力学，四方无阻，挑山工在劳动中展现了惊人的力学智慧。而作为挑山工最重要的搬运工具，扁担中暗藏着怎样的科学原理呢？

挑山工在挑物的时候，不仅仅是在追求平衡的技巧，还有力学减负方面的考量。当两边货物重量一致时，根据杠杆的平衡原理，扁担的支点即扁担与肩膀的接触点在扁担的中心位置，此时的扁担属于等臂杠杆。

挑扁担的时候人为什么会感到省力？

在挑扁担时，扁担改变了传力路径，使人体主要的受力点集中在脊柱和腿两个部位，其他部位均处于非受力的状态。同时，扁担的使用也改善了人体腰部的受力状态，扁担两端货物重量的对称性使腰部基本不受弯矩，减轻了腰部负担。另外，从扁担的弹簧-质量系统受迫振动的力学模型上来说，人体在挑担过程中受周期性的动载荷。而动载荷更适合人体结构受力，因此从主观上人会感觉“省力”。

扁担之所以做成“扁”的也是有科学原因的。

压强是压力和受力面积的比值，即相同压力下，受力面积越大则压强越小。在扁担两端货物的弹性运动过程中，存在一定的动量。当货物移动至最低点时，扁担受到张应力最大，扁担和肩膀的接触面积也最大。因此，这种扁型设计能够帮助减少压强，减轻使用者的负担。

挑山工在挑物的时候，会采用“之”字型走法，这也是挑山工主观省力的另一个技巧。“之”字型走法虽然延长了路程，但是减小了攀登时行径的坡度角，这样既能够帮助挑山工保持身体的平衡，又能够减小单位时间内垂直方向上做的有用功，减小了腿部的负荷。

看似简单的扁担，却有着不简单的内涵。以科学的眼光看清其中的道理，才能够更好地掌握使用技巧。

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