Ťažisko

Exponát Stromček objasňuje dva fyzikálne javy: ťažisko telesa a moment sily. Zostavu exponátu tvoria dve nezávislé tyče, z ktorých každá je voľne zavesená na svojom hornom konci. Dolný koniec je zakončený laserom mieriacim na zem. Tu sa nachádza „terč” s niekoľkými bodmi. Na každej tyči je upevnených niekoľko vodorovných ramien s valcovým telieskom posuvným v línii ramena. Úlohou návštevníkov je pohybom teliesok nasmerovať zvislú tyč do požadovaného bodu. Počas skúšania si uvedomíme, že schopnosť vychýliť alebo nasmerovať tyč závisí od dvoch faktorov: hmotnosti telieska a jeho polohy. Platí pritom, že posun väčšieho valčeka bude mať väčší vplyv na rovnováhu tyče. Čo sa týka polohy, je zrejmé, že čím bližšie k tyči sa teliesko nachádza, tým menej sa podieľa na jej zvislom smerovaní.

Vplyv ťažiska telieska na polohu tyče je zrejmý. Do hry ale vstupuje aj ďalšia fyzikálna veličina: moment sily. Moment sily charakterizuje otáčavé účinky sily. Tomuto javu porozumieme, ak si uvedomíme, ako sa správa rameno Stromčeka. Na rameno a aj na telieska, ktoré sú na ňom, pôsobí gravitácia. Tá je v priamej úmere s hmotnosťou valčeka. Veľkosť momentu (a tým aj otáčavého efektu) je určená súčinom aktívnej dĺžky ramena ( od jej začiatku po bod, kam sme posunuli valček) a pôsobiacej sily valčeka. Protiľahlé valčeky pôsobia na tyč s opačnými momentami. Na dosiahnutie ideálnej rovnováhy by súčet veľkosti všetkých momentov mal byť rovný nule. S momentom sily sa stretávame pri jednoduchých strojoch ako kľučka, kde vďaka dlhšiemu ramenu dokážeme pomerne malou silou otočiť hriadeľom a otvoriť tak dvere. Ak by sme mali použiť iba hriadeľ, dvere sa nám nepodarí otvoriť. Rovnováhu dvoch síl využívame aj pri rovnoramenných váhach, kde po dosiahnutí vodorovnej polohy misiek v tej istej rovine vieme, že závažie a skúmaný predmet majú totožné hmotnosti.