Складові частини важеля

Незважаючи на те, що мова йде про досить простому механізмі, він все ж має певний пристрій. Фізично він складається з двох основних частин: жердина або балка і опора. При розгляді завдань жердину розглядають як об’єкт, що складається з двох (або одного) плеча. Плече – це частина жердини, яка знаходиться відносно опори з одного боку. Велику роль в принципі роботи розглянутого механізму відіграє саме довжина плеча.

Коли розглядають важіль в роботі, то виникає ще два додаткових елементи: прикладена сила і сила протидії їй. Перша прагне привести в рух об’єкт, що створює силу протидії.

Умова рівноваги важеля у фізиці

Познайомившись з пристроєм цього механізму, наведемо математичну формулу, використовуючи яку, можна сказати, яке з плечей важеля і в якому напрямку буде рухатися або, навпаки, весь пристрій буде знаходитися в стані спокою. Формула має вигляд:

F1 * l1 = F2 * l2,

де F1 і F2 – сили дії та протидії, відповідно, l1 і l2 – довжини плечей, до яких прикладені ці сили.

Цей вираз дозволяє дослідити умови рівноваги важеля, що має вісь обертання. Так, якщо плече l1 більше, ніж l2, тоді для урівноваження сили F2 знадобиться менше значення F1. Навпаки, якщо l2 > l1, то для протидії силі F2 потрібно докласти велику F1. Ці висновки можна отримати, якщо переписати вираз вище в наступній формі:

F1 / F2 = l2 / l1.

Як видно, які беруть участь у процесі формування рівноваги сили знаходяться в зворотній залежності від довжини плечей важеля.