Рычаг - это  простейшее механическое устройство, представляющее собой твёрдое тело (перекладину), вращающееся вокруг точки опоры. Стороны перекладины по бокам от точки опоры называются плечами рычага.

 

Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). 

 

Выигрыш в силе, который способен дать конкретный рычаг напрямую зависит от длин его плеч. Для расчёта выигрыша в силе используется следующее соотношение:

 

F₁/F₂=L₁/L₂,

 

т.е. мы можем получить выигрыш в силе во столько раз, во сколько раз большее плечо рычага длиннее его меньшего плеча.

 

В зависимости от конструкции, рычаги делят на два вида:

 

• Рычаг I рода (точки приложения сил, в таком рычаге, расположены по разные стороны от точки опоры. Примеры: ножницы, консервный нож, лопата);

• Рычаг II рода (точки приложения сил расположены по одну сторону относительно точки опоры. Примеры: дверь, тачка, орехокол).

 

При этом, в рычагах I рода, направления приложенных сил совпадают, а в рычагах II рода силы направлены в противоположные стороны.

 

 

Описание опыта

 

Для начала, мы подвешиваем наш самодельный рычаг I рода на опору (рычаг изготовлен из деревянной линейки и канцелярских зажимов). На рычаге на равных расстояниях закреплены канцелярские зажимы (нужны для подвешивания грузов). Затем мы уравновешиваем рычаг одинаковыми по массе грузиками. Для этого нам пришлось повесить грузики на одинаковом расстоянии от точки опоры.

 

Если попробовать переместить любой из грузиков на другое расстояние, то рычаг выходит из положения равновесия. В нашем случае мы уменьшили плечо силы для левого грузика в два раза. Для того, чтобы вернуть рычаг обратно в положение равновесия, не передвигая при этом грузики, нам пришлось в два раза облегчить грузик, оставшийся справа.

 

Вывод: рычаг позволяет во столько раз выиграть в силе, во сколько раз различаются длины его плеч.

 

Во второй части опыта, мы соорудили рычаг II рода, сместив точку опоры к его левому краю. Подвесив груз к одному из зажимов, мы попытались измерить силу, необходимую для уравновешивания рычага, приложенную в точке подвеса грузов. Динамометр показал значение в 2 (Н). Передвинув точку приложения силы правее, мы увеличили длину плеча приложения силы в два раза. Измерив динамометров данную силу, мы получили значение в 1 (Н). Таким образом мы доказали, что рычаг II рода работает по тем же принципам, что и рычаг I рода.