Номер 1, страница 88 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Простые механизмы. «Золотое правило» механики. Выполняем тест - номер 1, страница 88.

Условие.

1. Наклонную плоскость применяют для того, чтобы:

1) получить выигрыш в силе

2) изменить направление действия силы

3) получить выигрыш в пути

Решение.

Решение

Наклонная плоскость является одним из простых механизмов. Её основное предназначение — уменьшить силу, необходимую для подъема объекта на определённую высоту.

Этот принцип можно объяснить с помощью «золотого правила механики», которое гласит, что выигрывая в силе, мы проигрываем в расстоянии. Рассмотрим работу, которую необходимо совершить для подъема тела весом $\text{P}$ на высоту $\text{h}$. Полезная работа в этом случае равна $A_{полезная} = P \cdot h$.

Если поднимать тело вертикально вверх без использования механизмов, то необходимо приложить силу $F_1$, равную весу тела: $F_1 = P$.

При использовании идеальной наклонной плоскости (без трения) длиной $\text{l}$ для подъема тела на ту же высоту $\text{h}$, необходимо приложить силу $F_2$, направленную вдоль плоскости. Затраченная работа при этом будет равна $A_{затраченная} = F_2 \cdot l$.

По закону сохранения энергии (следствием которого является «золотое правило механики»), полезная работа равна затраченной:

$A_{полезная} = A_{затраченная}$

$P \cdot h = F_2 \cdot l$

Из этого равенства можно определить выигрыш в силе, который даёт наклонная плоскость. Выигрыш в силе — это отношение веса тела к прикладываемой силе:

$\frac{P}{F_2} = \frac{l}{h}$

В любом прямоугольном треугольнике, образованном наклонной плоскостью, её длиной $\text{l}$ (гипотенуза) и высотой $\text{h}$ (катет), длина всегда больше высоты: $l > h$. Следовательно, отношение $\frac{l}{h} > 1$. Это означает, что сила $\text{P}$ больше силы $F_2$, то есть мы прикладываем меньшую силу для подъема того же тела.

Проанализируем предложенные варианты:

1. получить выигрыш в силе — это верное утверждение. Как показано выше, наклонная плоскость позволяет поднять тело, прилагая силу, меньшую его веса.

2. изменить направление действия силы — направление силы действительно меняется (вместо того чтобы тянуть вертикально вверх, мы тянем вдоль наклонной плоскости), но это не основная цель. Главное преимущество — именно уменьшение величины силы.

3. получить выигрыш в пути — это неверное утверждение. При использовании наклонной плоскости мы получаем проигрыш в пути, так как проходим большее расстояние $\text{l}$ по сравнению с высотой $\text{h}$.

Следовательно, основная причина применения наклонной плоскости — это получение выигрыша в силе.

Ответ: ① получить выигрыш в силе.