Номер 5, страница 372 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Дополнительная глава. Элементы статики. Условия равновесия тела - номер 5, страница 372.

Условие.

5. Расскажите, как можно переносить точку приложения силы, чтобы момент этой силы не изменялся.

Решение.

5. Решение

Момент силы (или вращающий момент) относительно оси вращения — это величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело. Модуль момента силы $\text{M}$ определяется по формуле:

$M = F \cdot d$

где $\text{F}$ — это модуль приложенной силы, а $\text{d}$ — плечо силы.

Плечо силы — это кратчайшее расстояние, проведённое от оси вращения до линии действия силы. Линия действия силы — это бесконечная прямая, вдоль которой направлен вектор силы.

Чтобы момент силы $\text{M}$ не изменялся при переносе точки её приложения, необходимо, чтобы произведение $F \cdot d$ оставалось постоянным. Поскольку мы рассматриваем перенос точки приложения одной и той же силы, её модуль $\text{F}$ и направление остаются неизменными. Следовательно, для сохранения момента силы необходимо, чтобы плечо силы $\text{d}$ также оставалось неизменным.

Плечо силы $\text{d}$ зависит только от положения линии действия силы относительно оси вращения. Если перемещать точку приложения силы вдоль её линии действия, то сама линия действия силы не изменит своего положения в пространстве. Соответственно, и перпендикулярное расстояние от оси вращения до этой линии (плечо силы) останется прежним.

Таким образом, перенос точки приложения силы вдоль линии её действия не изменяет ни модуль силы, ни её плечо, а значит, и момент силы остаётся постоянным.

Ответ: Чтобы момент силы не изменялся, точку приложения силы можно переносить в любую точку вдоль линии действия этой силы.