1. Լծակ, լծակի կանոնը

Լծակը պարզագույն մեխանիզմ է, որը հնարավորություն է տալիս փոքր ուժով հավասարակշռել մեծ ուժին կամ, ինչպես ասում են, ուժի մեջ շահում ստանալ:

 

Լծակի հավասարակշռության պայմանը սահմանելու համար դիմենք փորձի օգնությանը (տե՛ս նկարը):

 

 

 

Ամրակալին ամրացնենք լծակ և նրա հենման կետի աջ ու ձախ կողմերում կախենք տարբեր բեռներ այնպես, որ լծակը գտնվի հավասարակշռության մեջ։ Լծակի վրա ազդող $F_1$ և $F_2$ ուժերը) հավասար կլինեն այդ բեռների կշիռներին։ Փորձը ցույց է տալիս, որ $F_1$ ուժը հավասարակշռում է \(2\) անգամ մեծ, այսինքն` $F_2$\(=\)\(2\)$F_1$ ուժին, եթե \(OA\) հեռավորությունը երկու անգամ գերազանցում է \(OB\) հեռավորությանը։

Ուժի բազուկը գտնելու համար պետք է հենման կետից ուղղահայաց իջեցնել ուժի ազդման գծին: Այդ ուղղահայացի երկարությունն էլ կլինի տվյալ ուժի բազուկը:

 

Նկարում $F_1$ ուժի բազուկը \(OA\) -ն է, $F_2$ ուժինը՝ \(OB\)-ն: Ստացվեց, որ լծակը գտնվում է հավասարակշռության մեջ, երբ $F_1$ ուժի բազուկը \(2\) անգամ մեծ է իրենից \(2\) անգամ մեծ $F_2$ ուժի բազկից: Այսպիսի փորձերի հիման վրա էլ դեռևս մ.թ.ա. \(III\) դարում հույն գիտնական Արքիմեդը ձևակերպել է լծակի հավասարակշռության պայմանը (լծակի  կանոն).

Լծակի կանոնը կարելի է գրել բանաձևի տեսքով. $\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}$,

 

որտեղ $F_1$-ը  և $F_2$-ը լծակի վրա ազդող ուժերն են, $l_1$ -ը և $l_2$ -ը՝ այդ ուժերի բազուկները:

Լծակի կանոնն իմանալով՝ կարելի է բացատրել, թե պարզ մեխանիզմի միջոցով ինչպես կարելի է ուժի մեջ շահում ստանալ: Այսպես, եթե լծակի երկար բազկին փոքր ուժ կիրառենք, ապա կարող ենք հավասարակշռել նրա կարճ բազկին կիրառված անհամեմատ ավելի մեծ ուժին:

Օգտվելով համեմատության հատկությունից՝ լծակի կանոնը գրենք հետևյալ տեսքով.

 

Այս հավասարության ձախ մասում գրված է $F_1$ ուժի և նրա $l_1$ բազկի արտադրյալը, իսկ աջ մասում՝ $F_2$ ուժի և նրա $l_2$ բազկի արտադրյալը:

 

Հեշտ է նկատել, որ եթե ամրակալին ամրացված լծակից կախված աջակողմյան բեռը հանենք, ապա ձախակողմյան բեռը կիջնի ներքև, իսկ լծակը կպտտվի ժամացույցի սլաքի շարժման հակառակ ուղղությամբ: Սա նշանակում է, որ լծակի վրա ազդող ուժերը նրա վրա պտտական ազդեցություն են գործում: Ընդ որում՝ $F_1$ ուժը լծակը պտտում է ժամացույցի սլաքի շարժման հակառակ ուղղությամբ, իսկ $F_2$ ուժը՝ ժամացույցի սլաքի շարժման ուղղությամբ:

որտեղ \(M\ \)-ը ուժի մոմենտն է, \(F  \)-ը՝ ուժի մոդուլը, \(l\) -ը՝ այդ ուժի բազուկը:

Հաշվի առնելով ուժի մոմենտի սահմանումը, լծակի կանոնը կարելի է գրել հետևյալ տեսքով.

$M_1$ \(=\)$M_2$, որտեղ $M_1$-ը և $M_2$-ը լծակի վրա ազդող ուժերի մոմենտներն են:

 

Այս կանոնն անվանում են մոմենտների կանոն:

Միավորների ՄՀ-ում ուժի մոմենտի միավորը \(1\) նյուտոն-մետրն է ( \(1\)Ն \(·\)մ ):
\(1\) Ն \(·\) մ-ը \(1\) մ բազուկ ունեցող \(1\) Ն ուժի առաջացրած մոմենտն է: