W zadaniach z równowagi statycznej układu najczęściej stosuje się dwa podstawowe warunki:
- suma sił działających w danym kierunku jest równa zero,
- suma momentów sił względem dowolnie wybranego punktu jest równa zero.
W praktyce (zwłaszcza dla dźwigni i układów z ramionami) najwygodniej jest zapisać równanie momentów względem takiego punktu, aby zredukować liczbę niewiadomych. Następnie dla każdej siły uwzględnia się ramię (odległość prostopadłą od punktu odniesienia do linii działania siły), bo to ono decyduje o wielkości momentu.
Odpowiedź "25 N" wynika z tego, że równanie momentów, zapisane na podstawie geometrii układu z rysunku, po przekształceniu daje właśnie taką wartość F2. Typowo ma to postać zależności proporcjonalnej: siła o większym ramieniu wymaga mniejszej wartości do zrównoważenia tej samej "strony" momentów.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? "50 N", "75 N", "100 N" odpowiadałyby sytuacjom, w których albo pominięto ramię siły (traktując problem jak zwykłe sumowanie sił), albo przyjęto niewłaściwy punkt odniesienia, albo błędnie odczytano kierunki momentów (zamieniono stronę "zgodną" z "przeciwną"). W zadaniach egzaminacyjnych te wartości są typowymi dystraktorami: są wielokrotnościami i "ładnymi" liczbami, które kuszą do wyboru bez rachunku.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zacznij od szkicu sił i zaznaczenia ramion (prostopadłych odległości). Dopiero potem podstawiaj do równania i kontroluj jednostki (N·m).
