برای حل این سوال که مربوط به فیزیک (قوانین اهرمها) است، باید مفهوم گشتاور را در نظر بگیریم. وقتی جسمی در حالت تعادل است، مجموع گشتاورهای سمت چپ و سمت راست نقطه چرخش باید برابر و مخالف هم باشند.
فرض کنید نقطه چرخش در وسط اهرم قرار دارد. نیروهای \( F_1 = 100 \, N \) و \( F_2 = 150 \, N \) به اهرم وارد میشوند. فاصلهها به ترتیب \( x_1 = 1.5 \, m \) و \( x_2 = 1 \, m \) هستند.
گشتاور نیروی اول:
\[ M_1 = F_1 \times x_1 = 100 \, N \times 1.5 \, m = 150 \, Nm \]
گشتاور نیروی دوم:
\[ M_2 = F_2 \times x_2 = 150 \, N \times 1 \, m = 150 \, Nm \]
چون \( M_1 = M_2 \)، اهرم در حالت تعادل است و نیازی به تنظیم نیرو یا محاسبه نیروی اضافی نیست. جهت نیروی تقاضا شده که \( F_3 \) باشد به سمت بالاست، زیرا باید با دو نیروی وارد شده در تعادل قرار گیرد.
بنابراین پاسخ به سوال این است که نیروی \( F_3 \) برای برقراری تعادل لازم نیست، زیرا اهرم در حال حاضر در حالت تعادل قرار دارد.