Номер 2, страница 172 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 6. Статика. Законы гидро- и аэростатики. Параграф 31. Простые механизмы. Коэффициент полезного действия механизмов и машин. Вопросы - номер 2, страница 172.

Условие.

2. В чём состоит условие равновесия рычага?

Решение.

Условие равновесия рычага, также известное как правило моментов, заключается в следующем: рычаг находится в равновесии, когда сумма моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки.

Моментом силы ($\text{M}$) называют произведение модуля силы ($\text{F}$) на её плечо ($\text{l}$). Плечо силы – это кратчайшее расстояние от точки опоры (оси вращения) до линии действия силы.

Для простого случая, когда на разные концы рычага действуют две силы ($F_1$ и $F_2$), а их плечи равны $l_1$ и $l_2$ соответственно, условие равновесия записывается в виде формулы:

$M_1 = M_2$

или, что то же самое:

$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

Это равенство можно выразить в виде пропорции:

$\frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1}$

Из этой пропорции следует другая формулировка правила: рычаг находится в равновесии, если силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Ответ: Рычаг находится в равновесии тогда, когда моменты сил, вращающие его в противоположных направлениях, равны между собой. Математически для двух сил это выражается формулой $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$, где $F_1$ и $F_2$ – это силы, действующие на рычаг, а $l_1$ и $l_2$ – плечи этих сил.