Історія винаходу важеля, великі відкриття людства
Р
ичаг є одним з найдавніших механізмів. Цей найпростіший механізм дозволяв багаторазово збільшувати фізичні можливості людини. Сьогодні важко визначити місце і час, коли важіль був вперше застосований людиною усвідомлено. Напевно, це була палка, за допомогою якої людина вивертав з землі каміння і висмикував їстівні коріння. За допомогою палиці було легше підняти важкий камінь затвору знизу. Чим палиця довше, тим легше пересувати камінь. Палка тут виступає в ролі простого важеля, принцип дії якого люди розуміли вже в ті давні часи. Важіль є жорсткий стрижень, здатний вільно обертатися щодо точки опори. Прикладом важеля є такі найдавніші знаряддя праці, як мотика, мітла, весло, молоток з расщепом. Людське тіло представляє цілу систему важелів, де суглоби служать точками опори.
Уже в V тисячолітті до нашої ери механіки Месопотамії створили рівноважні ваги, застосувавши принцип важеля. Встановивши точку опори прямо під серединою хитається дошки і поклавши на обидва її краю вантажі, вони помітили, що вниз опустився край з великим вантажем. Якщо вага вантажів буде однаковий, то дошка буде
перебувати в горизонтальному положенні. Звідси випливав висновок, якщо до рівних плечах прикладаються рівні зусилля, то важіль знаходиться в рівновазі. Якщо ж змінити точку опори і зробити плечі важеля різними, потрібно докласти різні зусилля до його краях, щоб привести важіль до рівноваги. Менше зусиль потрібно докласти до довгого важеля і більше - до короткого. Стародавні римляни використовували цей принцип при створенні такого вимірювального приладу, як безмін.
Використовуючи принцип важеля, з'явилася можливість створення механізмів, що полегшують людську працю і дозволяють виконувати дії, для яких було недостатньо фізичної сили людини. Наочним прикладом тому можуть служити знамениті єгипетські піраміди. Вага блоків, з яких зводилися піраміди, досягав 2500 тонн. Блоки потрібно було не тільки пересувати, а й піднімати. Деякі вчені і сьогодні сумніваються, що стародавні єгиптяни могли самі звести піраміди без використання двигунів і інших найпотужніших механізмів. Однак в результаті розкопок ученим пощастило виявити залишки незвичайного дерев'яного пристосування. Гігантські блоки, обв'язані мотузками, піднімалися вгору за допомогою дерев'яних важелів, що мають довгі плечі. Приклавши чималу силу, будівельники жали на довгі плечі кожного з важелів і піднімали блок на високість зросту. Важіль знайшов повсюдне застосування. Але тільки в III в. до н. е. видатний механік Архімед, зробивши математичні розрахунки, створив знамениту теорію важеля.
Вирішальним для визначення виду важеля є розташування точки опори на ньому. У важелях першого роду точка опори знаходиться між точками
докладання зусиль, їх ще називають двоплечими. Щоб важіль перебував у стані рівноваги, сили, які прикладені до плечей, обов'язково спрямовані в одну сторону. Прикладом таких важелів є рівноважні ваги, ножиці, щипці, безмін, шлагбаум. У одноплічних важелях або важелях другого роду точки прикладання обох сил знаходяться від точки опори з одного боку. Хоча обидві сили прикладені до одного плеча, спрямовані вони в різні боки. Прикладом такого важеля може служити тачка.
