Рычагом называется твердое тело, вращающеесявокруг неподвижной оси и находящееся под действием сил, лежащих в плоскости перпендикулярной к этой оси. Если на рычаг действует сходящаяся система сил, то равновесие рычага достигается, когда линия действия равнодействующей, проходит через точку О (рис. 3.6), а алгебраическая сумма моментов приложенных к нему сил относительно точки О равна нулю:
(3.5)
Рассмотрим случай, когда на рычаг действует система параллельных сил, лежащих в одной плоскости. Приложенная к рычагу система параллельных сил может быть приведена или к одной равнодействующей, или к паре.
| F1 |
| F2 |
| F1 |
| F2 |
| O |
| R |
| А |
Рис. 3.6
Сложим все силы направленные вверх
, и вниз
, соответственно. Найти точки приложения равнодействующих можно по формулам
(3.6)
В итоге возможно три случая:
1)
, тогда система сводится к одной равнодействующей .
2)
— система не имеет равнодействующей и сводится к паре сил .
3)
и они направлены по одной прямой, тогда система представляет собой уравновешенную систему сил.
| F4 |
| F1 |
| F2 |
| F3 |
| O |
| x4 |
| x1 |
| x2 |
| x3 |
Рис. 3.7
Если система параллельных сил приложенная к рычагу сводится к паре, то равновесия рычага быть не может, так как реакция шарнира О (рис. 3.7) не может уравновесить пару. То есть при равновесии рычага приложенная к нему система параллельных сил приводится к равнодействующей силе, проходящей через неподвижную точку рычага.