生產生活中杠桿失衡的危害與避免

陳孝姜

摘 要：杠桿是一種古老而又現代的機械，古起明朝杰出科學家宋應星在《天工開物》一書中的棉彈，桔槔、舂米器等，今至航天飛機捕捉衛星用的機械臂;小到生活中用的指甲剪（有三個杠桿）、襪子夾、開瓶器、筷子，大到起重機的巨擘、工地上的起吊臂、現代車間的機械臂等，都是杠桿或杠桿的變形;杠桿不但深入到人類生產生活的方方面面，而且不少高新技術也離不開杠桿。

關鍵詞：杠桿;杠桿平衡原理;失衡危害與避免

杠桿是生活中不可或缺的工具，許多工具看起來不像杠桿，但其實質是杠桿或杠桿的變形，這些杠桿靜止時可能不會給人們帶來傷害，失衡時就可能傷害人，甚至帶來災難性的嚴重后果，以下筆者總結幾個實例說明生活生產中杠桿失衡的案例，也許能起到提醒、矯正、避免事故再次發生的作用。

案例一：2019年10月10日傍晚，無錫312國道上海方向錫港路上的高架橋面突然垮塌，事故調查結果是：一輛來自鋼材市場的加長載重汽車荷載65噸實載187噸，駛過高架橋時，由于超載產生共振，導致高架橋側翻砸到橋下路過的小轎車（圖1），造成3人死亡、2人受傷的重大事故。事故原因似乎一切歸咎于該嚴重超載的載重車，忽視了高架橋設計上的缺陷：該高架橋屬于單柱式橋墩梁式橋（圖2），優點是建造成本低，工程進度快，缺點就是受力后動力矩（動力×動力臂）與阻力矩（阻力×阻力臂）不等時，單側超載容易造成傾覆（動力×動力臂>阻力×阻力臂）（圖3、4），當年哈爾濱高架匝道倒塌也是這種單柱墩結構。

案例二：檢察日報刊文：銀行填單臺“殺死”女童，責任無可逃避。事件經過：2019年4月23日上午10：10，客戶廖某帶一名2歲左右女孩在某銀行營業廳辦理業務，辦完業務整理現金和單據時，女孩跑到填單臺邊跳躍欲夠及臺上物品導致填單臺傾倒，砸向女孩前胸，10：15：28，填單臺開始傾倒，廖某發覺后立即跑向填單臺，但是出手還是遲了一步，廖某和銀行經理當即抬起填單臺將孩子抱出送縣中醫院救治，醫生建議轉院，不幸的是女孩在轉院途中于當天11：30身亡，一個天真可愛的孩子，一條鮮活的、還沒來得及綻放的生命，竟然以這樣一種方式夭折、隕落，怎能不讓人扼腕、痛心！

如果是成人在填單臺上填寫單據，壓力并不大，壓力力矩小于臺的重力力矩，填單臺不會傾倒（圖7），但是當有一定體重的孩子拉住填單臺邊緣時，以填單臺腳為支點o，拉力力矩大于填單臺重力力矩（F1L1>F2L2）時，填單臺就傾倒并砸到孩子了（圖8）。在此事件中，銀行顯然沒有盡到法定的安全保障義務，首先，填單臺十分沉重，一旦傾倒，易致人損害，本身就存在嚴重的安全隱患。小女孩被一砸致命，也足以證明其危險性。其次，對于存在嚴重安全隱患的填單臺，銀行缺乏必要的防范措施，也沒有安裝有效的固定裝置，以至于被兩歲幼童輕易拉倒，引發悲劇;如果當時用的是這種填單臺（圖9），上下一樣大，且帶一定的弧形，即使孩子掛上去也不容易倒，也就不會發生這樣的事故了。生命已然消逝，對于不幸罹難的小女孩，已于事無補。但對于其他銀行、賓館、商場、車站、娛樂場所、游泳館等的管理者而言，能從該事件中切實吸取教訓，以對生命負責的態度，全面排查安全隱患，切莫再讓類似悲劇上演！

案例三：人們坐在硬椅子上時，背會往前傾，小腿與大腿成90°角，腳著地，坐久了容易腰酸背痛腿麻木（圖10），這時人往往會習慣性腳蹬地面，身子靠在椅子的靠背上，整個椅子往后傾，以舒展放松身體與神經，因為放平身體可以使腰椎間盤內所承受的壓力縮到最小，如果是特制的椅子，不會向后倒（圖11），但是如果是普通的椅子，一旦F1×L1>F2×L2，椅子就會失衡而連人一起往后倒下，輕者只是人受到驚嚇而無大恙，重者人的后腦勺著地受傷甚至引發死亡，這樣的意外在生活中不是沒有發生過。

因此當您坐在這樣的椅子時，一定記著不能向后仰，若想放松，請站起來，走動走動以活動筋骨，舒展血脈;或者要觀察背后有沒有墻或重物。可以阻止或支撐椅子向后倒，以避免發生不該發生的傷害事件。

案例四：生活中，經常要爬高釘釘子、粉刷墻壁、換日光燈、掛畫、貼春聯等，都要用到一樣工具——人字形腳手架，以幫助人完成任務（圖13），使用時腳手架的腳呈張開的狀態，四腳占地面積物理學中稱為支面，支面越大，物體越穩，即穩度越大。當人爬到最高點兩腳分開站在腳手架兩邊的臺階時，應該是很穩的，但是人一旦由于沒有調整好腳手架的位置而由于安裝需要過度傾斜身體時，這時就會以腳手架的腳為支點，此時 F1×L1>F2×L2，力矩失衡造成腳手架傾斜倒下（圖14），人從高處墜落是相當危險的，若地面是堅硬的大理石、瓷磚，頭部著地或磕到堅硬銳利的桌角，可能受到更大的傷害甚至致死，筆者的一位遠房親戚就曾經在自己新裝修的房子安裝日光燈時從腳手架上跌落而死亡，年僅35歲，留下一個幼小的孩子，不能不令人扼腕嘆息。為了減少這類事故的發生，請盡量使用圖15的腳手架，它呈長方形，穩度比人字形腳手架好，移動起來也方便。

生活中，意外與幸運不知道什么時候降臨，我們祈禱幸運降臨的同時也希望與杠杠失衡有關的這類意外傷害不再發生;同時不要心存僥幸，時時處處留意身邊的存在類似杠桿失衡的安全隱患的物品，及時加固或撤去這樣危險物品，以避免發生危害身體健康甚至死亡的傷害。