Когда приходится приподнимать тяжелый груз,
например, большой валун на поле, часто поступают так: подсовывают
прочную палку одним концом под валун, подкладывают близ этого конца
небольшой камень, полено или что-нибудь другое для опоры и налегают
рукой на другой конец палки. Если валун слишком тяжел, то таким способом
удается его приподнять с места.
Такая прочная палка, могущая поворачиваться
вокруг одной точки, называется «рычагом», а точка, вокруг которой рычаг
поворачивается, – его «точкой опоры». Надо запомнить также, что
расстояние от руки (вообще от точки, где приложена сила) до точки опоры
называется «плечом рычага»; так же называется расстояние от места, где
на рычаг напирает камень, до точки опоры. У каждого рычага,
следовательно, два плеча. Эти названия частей рычага нам нужны для того,
чтобы было удобнее описать его действие. Рис. 13
Испытать
работу рычага нетрудно: вы можете превратить в рычаг любую палочку и
пробовать опрокидывать ею хотя бы стопку книг, подпирая свой рычаг
книгой же. При таких опытах вы заметите, что, чем длиннее плечо, на
которое вы напираете рукой, по сравнению с другим плечом, тем легче
поднять груз. Вы можете на рычаге небольшою силою уравновесить большой
груз только тогда, когда действуете на достаточно длинное плечо
рычага, – длинное по сравнению с другим плечом. Каково же должно быть
соотношение между вашею силою, величиной груза и плечами рычага, чтобы
сила ваша уравновешивала груз? Соотношение таково: ваша сила должна быть
во столько раз меньше груза, во сколько раз короткое плечо меньше
длинного.
Приведем пример. Предположим, нужно поднять
камень весом 180 кг; короткое плечо рычага равно 15 см, а длинное –
90 см. Силу, с которой вы должны напирать на конец рычага, обозначим
буквой х. Тогда должна существовать пропорция:
х: 180= 15: 90.
Отсюда:
 Значит, вы должны напирать на длинное плечо с силою 30 кг.
Еще пример: вы в состоянии налегать на
конец длинного плеча рычага с силою только 15 кг. Какой наибольший груз
можете вы поднять, если длинное плечо равно 64 см, а короткое – 28 см?
Обозначив неизвестный груз через х, составляем пропорцию:
15: х = 28: 84,
откуда
Значит, вы можете таким рычагом поднять не больше 45 кг.
Сходным образом можно вычислить и длину
плеча рычага, если она неизвестна. Например, сила в 10 кг уравновешивает
на рычаге груз в 150 кг. Какой длины короткое плечо этого рычага, если
его длинное плечо равно 105 см?
Обозначив длину короткого плеча буквою х, составляем пропорцию:
10: 150 = х: 105,
откуда
 Короткое плечо равно 7 см.
Тот вид рычага, который был рассмотрен,
называется рычагом первого рода. Существует еще рычаг второго рода, с
которым мы теперь познакомимся.
Предположим, нужно поднять большой брус
(рис. 14). Если он слишком тяжел для ваших сил, то вы засовываете под
брус прочную палку, упираете ее конец в пол и тянете за другой конец
вверх. В данном случае палка является рычагом; точка его опоры на самом
конце; ваша сила действует на второй конец; но груз напирает на рычаг не
по другую сторону от точки опоры, а по ту же сторону, где приложена
ваша сила. Иными словами, плечи рычага в данном случае: длинное – полная
длина рычага и короткое – часть его, засунутая под брус. Точка же опоры
лежит не между силами, а вне их. В этом отличие рычага 2-го рода от
рычага 1-го рода, у которого груз и сила расположены по разные стороны
от точки опоры.
Рис. 14. Рычаги 1-го и 2-го рода: груз и сила расположены по разные стороны от точки опоры
Несмотря на это отличие, соотношение сил и
плеч на рычаге 2-го рода такое же, как на рычаге 1-го рода: сила и груз
обратно пропорциональны длинам плеч. В нашем случае, если для непосредственного поднятия двери нужно, например, 27 кг, а длина плеч 18 см и 162 см, то сила х, с которой вы должны действовать на конец рычага, определяется из пропорции
х: 27= 18: 162,
откуда
 Ваше усилие должно быть не меньше 3 кг (не меньше потому, что сила в 3 кг только уравновешивает сопротивление двери). | 
