Формула умови рівноваги важеля
На малюнку нижче показаний типовий важіль, а також відзначені значення його правого і лівого плечей. Зовнішня сила позначена буквою F, а вага вантажу, який слід підняти, позначений буквою R.
У статиці для того, щоб система базувалася, необхідно виконання двох умов:
Перше з названих умов означає відсутність поступального переміщення системи. Воно очевидно для важеля, оскільки його опора міцно стоїть на підлозі або землі. Тому перевірка умови рівноваги важеля передбачає лише перевірку справедливості наступного виразу:
∑i=1nMi = 0
Оскільки в нашому випадку діють тільки три сили, перепишемо цю формулу таким чином:
R*dR – F*dF + N*0 = 0
Сила реакції опори моменту не створює. Останній вираз перепишемо у вигляді:
R*dR = F*dF
Це і є умова рівноваги важеля (в 7 класі загальноосвітніх шкіл в курсі фізики воно вивчається). Формула показує: якщо значення сили F буде більше ваги вантажу R, то плече dF повинно бути менше плеча dR. Останнє означає, що, докладаючи велику силу протягом невеликого шляху, ми можемо перемістити вантаж на велику відстань. Справедлива і зворотна ситуація, коли F<R і, відповідно, dF>dR. У цьому випадку виграш спостерігається в силі.
