Ο Μοχλός, η μετατροπή της νόησης σε φυσική δύναμη

"Πα βω και χαριστιωνι ταν γαν κινησω πασαν;"
μτφρ. - «Που να σταθώ και με ένα μοχλό να κινήσω τον κόσμο ολόκληρο;» -
Αρχιμήδης



Ο μοχλός αποτελεί μια πολύ συνηθισμένη «εφαρμογή» της φύσης. Αν μελετήσουμε τις αρχές βιοκινητικής του κάθε ζωντανού οργανισμού παρατηρούμε πολλές εφαρμογές της μηχανικής που σχετίζονται με τη ροπή, την αδράνεια, τα είδη των μοχλών. 

Όπως έχουμε αναφέρει σε προηγούμενο άρθρο τα εργαλεία αποτελούν ένα μέσο, ένα τρόπο να πολλαπλασιάσει ή να εκλεπτύνει ο άνθρωπος τις ιδιότητες του σώματός του και κυρίως του πρώτου εργαλείου που του έχει δοθεί που είναι το χέρι. Γι’ αυτό το λόγο ο κατασκευάζει τα εργαλεία: με το σφυρί έχει μεγαλύτερη δύναμη, ενώ με το πριόνι ικανότητα κοπής κλπ. Πώς όμως ανακαλύπτει αυτά τα εργαλεία; (πολλά από τα οποία δεν έχουν αλλάξει μορφή από την αρχαιότητα έως σήμερα).

Η απάντηση σε αυτό είναι η παρατήρηση της Φύσης, της μεγάλης δασκάλας. Το ίδιο το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από εφαρμογές της Νευτώνειας μηχανικής: πρώτο είδος μοχλού στη στήριξη του ανθρώπινου κρανίου και τις κινήσεις του, τρίτο  είδος μοχλών στο χέρι, εφαρμογή της ροπής αδράνειας με άξονα περιστροφής στο γόνατο του ποδιού, εφαρμογή της στροφορμής με τη χρήση μεγάλου άξονα όλο το μήκους του ποδιού ή χρήση της εξαναγκασμένης ταλάντωσης και χρήση των χεριών σαν αντίβαρο στο βάδισμα.

Δεν θα ήταν υπερβολή λοιπόν να πούμε πως  όλες οι αρχές της φυσικής ή της χημείας βρίσκονται σε πλήρη εφαρμογή και δράση στην καθημερινότητα γύρω μας. Ας δούμε όμως λίγο πιο συγκεκριμένα τι συμβαίνει με τους μοχλούς. Για να μπορεί να υπάρξει ένας μοχλός χρειάζεται 3 μέρη: το σημείο εφαρμογής της δύναμης, το σημείο που τοποθετείται το φορτίου και το υπομόχλιο. Όλο αυτό το σύστημα λειτουργεί σαν ένα είδος συνάρτησης ή μετατροπέα.

Για παράδειγμα, για να μπορέσουμε με τη χρήση μοχλού να σηκώσουμε ένα συγκεκριμένο βάρος χρησιμοποιώντας δύναμη όσο το μισό βάρος, η απόσταση από το υπομόχλιο έως το σημείο που ασκείται η δύναμη πρέπει να είναι η διπλάσια της απόστασης ανάμεσα στο υπομόχλιο και το βάρος. Ο Αρχιμήδης ήταν ο πρώτος που εξήγησε το νόμο των μοχλών, διατυπώνοντάς τον ως εξής:

"(ίσα) βάρη σε ίσες αποστάσεις βρίσκονται σε ισορροπία, και άνισα βάρη σε ίσες αποστάσεις δεν βρίσκονται σε ισορροπία, αλλά κλίνουν προς το βάρος που βρίσκεται στη μεγαλύτερη απόσταση"

Με βάση αυτή τη «Νευτώνια» λογική έχουμε τρία είδη μοχλών:

Μοχλός πρώτου τύπου
Σε έναν μοχλό πρώτου τύπου το υπομόχλιο βρίσκεται ανάμεσα στο σημείο εφαρμογής της δύναμης και το φορτίο. Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών είναι: η τραμπάλα, ο λοστός (στο κυρτό του μέρος),  το σκεπάρνι (στο τμήμα που βγάζει τα καρφιά), η  πένσα ή το ψαλίδι (διπλός μοχλός) κλπ

Μοχλός δεύτερου τύπου
Σε ένα μοχλό δεύτερου τύπου το σημείο εφαρμογής της δύναμης βρίσκεται στο ένα άκρο του βραχίονα και το υπομόχλιο στο άλλο άκρο, ενώ το φορτίο βρίσκεται κάπου στη μέση.
Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών είναι: το κουπί ενός κανό, το καροτσάκι της οικοδομής, το γερμανικό κλειδί, ο λοστός (στο ευθύ του μέρος), το πόμολο σε μια πόρτα κλπ

Μοχλός τρίτου τύπου
Σε αυτό τον τύπο η δύναμη που ασκείται είναι μεγαλύτερη από το φορτίο, αντίθετα με τους μοχλούς πρώτου και δεύτερου τύπου. 
Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών είναι: το ρόπαλο του μπέιζμπολ, το κουπί της βάρκας, η κάτω σιαγόνα, το τσιμπιδάκι, το σφυρί

Όπως καταλαβαίνουμε όλες οι μεγάλες ανακαλύψεις, όλοι οι νόμοι της φυσικής, των μαθηματικών, της μηχανικής βρίσκονται γύρω μας στα πιο προφανή σημεία. Εμείς δεν έχουμε παρά να μπούμε μέσα σε αυτό το χορό της φύσης ώστε να τα ανακαλύψουμε, να τα απομονώσουμε και να τα μελετήσουμε.