物體的靜止意味著物體既不發生平移,也不發生轉動。這時,施加在物體上的力,除了合力為零,產生的總力矩也為零。換言之,物體的靜止要求力的平衡和力矩的平衡同時滿足,稱為平衡條件。
靜止的物體,對於任何一個軸都不發生轉動。所以對於靜止的情況,我們可以選擇任何一個軸作為參考轉軸,計算得到的總力矩都為零。
理想的槓桿由一根無重量的剛性細桿和一個作為轉動點的支點組成。由平衡條件可以得知,當有兩個力作用在理想槓桿上,平衡時,力的大小與它力臂的長度成反比。這就是槓桿原理。
人們認識並利用槓桿原理的歷史悠久。古時人們即懂得利用槓桿原理製造機械,讓較小的力在力臂更短的地方產生更大的力。傳說公元前三世紀,阿基米德曾利用槓桿設計巨大的吊臂,能從海中抓起敵人的戰船。更為人知曉的,正是阿基米德的那句名言,啟發了人們對科學力量的想像:
給我一個支點,我可以舉起整個地球。
生活中,我們經常接觸到槓桿原理的實例。這裡圖示一些例子。你能看出圖中槓桿的支點和力臂嗎?你還能列舉一些別的例子嗎?