В учебниках физики описан такой способ определения центра тяжести: пластинку произвольной формы подвешивают на нитке за какую-нибудь ее точку. Когда установится равновесие, через эту точку подвеса проводят на пластинке вертикаль. Центр тяжести находится, конечно, на этой линии. Потом пластинку подвешивают за другую точку. Проводят вертикальную линию, проходящую через эту точку. На пересечении двух линий и находится центр тяжести.
Я проводил опыты иначе. Пластинку я положил на поверхность стола и тянул за нитку так, чтобы пластинка скользила по горизонтальной плоскости. Но лучше я покажу вам это непосредственно на опыте. Смотрите, пластинка поворачивается, и вот направление натянутой нити проходит через центр тяжести, помеченный мной заранее на основании обычного опыта с отвесом. Прикрепим теперь нитку в другой точке и повторим опыт. Направление натянутой нити даст нам новую прямую, и в точке пересечения этих прямых находится центр тяжести пластинки.
Между этими способами имеется большое сходство. Но как объяснить такой поворот пластинки в моем опыте? Постараюсь объяснить этот вопрос так, чтобы вам все было понятно. Я расскажу вам про удивительные свойства пары сил. Знание этих свойств имеет огромное значение для техники. Всюду: в машинах, станках, на заводе, на транспорте — вы видите, как вращаются валы, оси, шкивы. А чем вызывается вращение? Парой сил! Даже когда вам кажется, что вращение происходит под действием только одной силы, например когда вы открываете или закрываете дверь за ручку, то в действительности и тут имеется пара сил — вторая сила возникает в петлях двери.
Парой сил или просто парой в механике называют две равные по модулю, параллельные, противоположно направленные силы, приложенные к телу таким образом, чтобы они не оказались на одной прямой . Равнодействующей пара сил не имеет. Под действием пары сил тело вращается. И уравновесить пару одной силой нельзя. Для этого потребуется другая пара сил, которая бы вращала тело в обратную сторону. Конечно, вращающее действие этой второй пары должно быть равно вращающему действию первой. А от чего зависит вращающее действие пары сил? Конечно, от модуля сил, составляющих пару сил.
Но не только от этого. Вращающее действие пары зависит и от расстояния между силами, составляющими пару. Чтобы увеличить действие пары сил, буравы, винтовые прессы и т. п. снабжают рукоятками, и, чем длиннее рукоятка, чем больше будет расстояние между силами, тем большим будет вращающее действие пары. Расстояние между параллельными силами пары (по перпендикулярному к ним направлению) называют плечом пары сил.