หลักการของคานกล่าวว่า คานอยู่ในภาวะสมดุล (static equilibrium) แรงทั้งหมดถ่วงกันพอดี ก็ต่อเมื่อ F1 D1 = F2 D2 คาน ในทางฟิสิกส์ หมายถึง วัตถุแข็งเกร็งที่ใช้โดยมีจุดหมุน เพื่อทวีคูณแรงเชิงกล ที่กระทำต่อวัตถุอื่น และนับเป็นตัวอย่างหนึ่งของหลักโมเมนต์ หลักของคานนั้นยังใช้จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน และสถิตยศาสตร์ สมัยใหม่
มีงานเขียนที่ยังคงหลงเหลือที่เก่าที่สุด ซึ่งกล่าวถึงเรื่องคานนั้น เป็นผลงานของอาร์คิมิดีส ตั้งแต่ 3 ศตวรรษก่อนคริสตกาล โดยเขากล่าวว่า "ขอที่ให้ฉันยืนเถิด แล้วฉันจะเคลื่อนโลกให้" (Give me the place to stand, and I shall move the earth) นี่คือคำพูดของอาร์คิมิดีส ผู้ระบุไว้อย่างเป็นหลักการ ถึงหลักทางคณิตศาสตร์ ที่ถูกต้องของคาน (อ้างจาก Pappus of Alexandria )
ในอียิปต์โบราณ นั้น ผู้สร้างอาคารหรือพีระมิด จะใช้คานเพื่อย้ายและยกซึ่งมีน้ำหนักกว่า 100 ตัน ได้
แรงที่กระทำจะเป็นสัดส่วนตามอัตราส่วนของความยาวของแขนคาน ซึ่งวัดระหว่างจุดหมุน และจุดที่มีแรงมากระทำ ที่ปลายแต่ละด้านของคาน
มีการจำแนกคานไว้ 3 ระดับด้วยกัน ตามตำแหน่งของจุดหมุน และแรงที่กระทำและแรงที่ได้
คานระดับที่ 1 เป็นคานที่มีจุดหมุนระหว่างแรงกดและแรงยก และกระทำโดยออกแรงกดหรือผลักไปบนส่วนหนึ่งของคานนั้น และทำให้คานหมุน และเอาชนะแรงต้านได้
ตัวอย่าง:
ไม้กระดก
หัวค้อน (สำหรับถอนตะปู)
คีม (คานคู่)กรรไกร (คานคู่)ไม้พายเมื่อใช้คัดท้าย หรือ ไม้แจว (หลักแจวหรือแคมเรือเป็นจุดหมุน)
คันโยกสูบน้ำ ชะแลง เสียมขุดดิน คานงัด จอบขุดดิน
คานระดับที่ 2 เป็นคานที่มีแรงต้านอยู่ระหว่างจุดหมุนและแรงกระทำ โดยจะต้องออกแรงยกตรงปลายเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะช่วยผ่อนแรง
ตัวอย่าง:
ที่ตัดกระดาษ รถเข็นทราย เครื่องกระเทาะเม็ดมะม่วงหิมพานต์ อุปกรณ์หนีบกล้วย ที่เปิดฝาน้ำอัดลม รถไถเดินตาม รถเข็นดิน
รถเข็น
ที่เปิดฝาเบียร์
วิลแชร์
คานระดับที่ 3 เป็นคานที่มีแรงกระทำอยู่ระหว่างจุดหมุนกับแรงต้าน โดยจะต้องออกแรงยกตรงกลางของคานเพื่อเอาชนะแรงต้าน ซึ่งคานประเภทนี้จะไม่ช่วยผ่อนแรง
ตัวอย่าง ตะเกียบ คีมคีบถ่าน คีมคีบน้ำแข็ง การกวาดพื้น
ข้อต่อในร่างกายมนุษย์
ไม้พายเรือ คีมคีบเนื้อ
การกวาดเพดาน
แหนบ
ขั้ว
โมเมนต์ของคานคือระยะทางจากวัตถุถึงจุดหมุนคูณด้วยน้ำหนักของวัตถุ มีหน่วยเป็นนิวตันเมตรหรือจูล(Nm,J) โดยโมเมนต์ของคานแบ่งเป็น 2 ประเภท
โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา
คานจะอยู่ในสภาวะสมดุล ก็ต่อเมื่อ โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา
เช่น กำหนดให้คานในรูปสมดุลกัน โดยคานฝั่งด้านซ้ายของจุดหมุนมีการออกแรง 20 นิวตันที่ระยะห่างจากจุดหมุน 30 ซม. คานฝั่งด้านขวาของจุดหมุนมีการออกแรง 5 นิวตันที่ระยะห่างจากจุดหมุน 120 ซม. จะได้สมการ
M
o
m
e
n
t
t
=
M
o
m
e
n
t
w
{\displaystyle Moment_{t}=Moment_{w}}
20
(
0.30
)
=
5
(
1.20
)
{\displaystyle 20(0.30)=5(1.20)}
6
=
6
{\displaystyle 6=6}
