Keinulaudan tasapaino

Tutkitaan keinulaudan, tytön ja naisen muodostaman systeemin tasapainoa.

Keskeltä tuettu keinulauta on tasapainossa pyörimisen suhteen, kun kiertoakselin suhteen kohdistuvien momenttien summa on nolla. Keinulautaan kohdistuva kokonaismomentti kirjoitetaan lausekkeena seuraavasti: [[$ \sum M_A = 0 $]]. Tyttöön kohdistuva paino pyrkii vääntämään keinulautaa vastapäivään ja naiseen kohdistuva paino myötäpäivään. Valitaan kiertosuunta vastapäivään positiiviseksi. Kirjoitetaan lauseke kokonaismomentille.

[[$ \quad M_1-M_2=0 $]]​

Olkoon tytön massa [[$m_1$]] ja naisen massa [[$m_2$]]. Painojen vaikutuspisteiden kohtisuorat etäisyydet kiertoakselista ovat [[$r_1$]] ja [[$r_2$]]. Sijoitetaan nämä aiempaan yhtälöön:

[[$\begin{align*} \quad G_1r_1-G_2r_2&=0 \\ \,\\ \quad m_1gr_1-m_2gr_2&=0 \\ \end{align*}$]]​

Momenttiyhtälön avulla voidaan verrata tytön ja naisen massoja sekä heidän etäisyyksiä kiertoakseliin.

[[$\quad m_1r_1=m_2r_2 $]]​

Jotta keinulauta olisi tasapainossa, massaltaan pienemmän tytön on oltava kauempana kiertoakselista kuin naisen.