杠桿是一種在力的作用下可以繞固定點轉動的硬棒，其形狀可以是多樣的。在物理學中，我們通常關注力臂、動力臂、阻力臂這三個概念。力臂是指從支點到力的作用線的距離，需要注意的是，它是從支點到力的作用線的距離，而不是從支點到力的作用點的長度。動力臂是從支點到動力作用線的垂直距離，通常用L1表示。它是影響杠桿平衡的一個重要因素。阻力臂是從支點到阻力作用線的垂直距離，通常用L2表示。它同樣對杠桿的平衡起到關鍵作用。如圖所示，動力臂和阻力臂的長度以及力的作用點位置決定了杠桿的平衡狀態。阿基米德對杠桿的研究不僅限于理論，他還根據杠桿原理創造了許多實用的工具。例如，他曾經利用杠桿和滑輪組使停泊在沙灘上的船只順利下水。在抵御羅馬海軍入侵的戰斗中，阿基米德還利用杠桿原理制造了投石器，用以發射飛彈和巨石攻擊敵人，成功阻擋了羅馬人長達三年之久。值得一提的是，杠桿原理在中國古代也有著豐富的記載。戰國時期的墨家就在《墨經》中對杠桿平衡的原理進行了總結，書中提到：“衡木：加重于其一旁，必錘——重相若也?！边@句話意味著天平的一臂加重物時，另一臂必須增加等重的砝碼才能保持平衡。這樣的記載在世界物理學史上也是極具價值的。