杠杆又分成费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆,杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1·l1=F2·l2。式中,F1表示动力,l1表示动力臂,F2表示阻力,l2表示阻力臂。从上式可看出,要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。来源于《论平面图形的平衡》。

阿基米德有这样一句流传很久的名言:“给我一个支点,我就能撬起整个地球!”,这句话便是说杠杆原理。
阿基米德首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”,然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。
这些公理是:
(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;
(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;
(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下 倾;
(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替
(5)相似图形的重心以相似的方式分布……
正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。”阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上的船只顺利下水,在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。

杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态下或者匀速转动的状态下。

杠杆受力有两种情况:

1、杠杆上只有两个力:动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离即动力×动力臂=阻力×阻力臂即F1×l1=F2×l2

2、杠杆上有多个力:所有使杠杆顺时针转动的力的大小与其对应力臂的乘积等于使杠杆逆时针转动的力的大小与其对应力臂的乘积。

这也叫作杠杆的顺逆原则,同样适用于只有两个力的情况。

杠杆又分费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆。

省力杠杆利用有一个支点的杆子,用较小的力气移动较大的距离可以产生较大的力量的为省力杠杆,例如羊角锤、剪铁的剪子、钳子、独轮车、铁锹、动滑轮。

费力杠杆只需要移动一点点距离,但需要花较大的力气,使得杆子的另一端有较大的移动距离,例如扫帚、镊子、筷子、船桨、钓鱼竿。

等臂杠杆是杠杆的一种,动力臂和阻力臂长度相同,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离。例如天平、定滑轮。