Номер 2, страница 92 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Простые механизмы. «Золотое правило» механики. Смотрим и думаем - номер 2, страница 92.

Условие.

2. Рассмотрите рисунки. Какая из плоскостей даёт больший выигрыш в силе? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Наклонная плоскость — это простой механизм, который позволяет получить выигрыш в силе. Согласно "золотому правилу механики", работа, совершаемая при подъеме тела на высоту $\text{h}$, равна произведению веса тела $\text{P}$ на высоту: $A_p = P \cdot h$. При перемещении этого же тела по наклонной плоскости длиной $\text{L}$ совершается работа $A_c = F \cdot L$, где $\text{F}$ — прикладываемая сила.

В идеальном случае (пренебрегая силой трения) эти работы равны: $P \cdot h = F \cdot L$.

Выигрыш в силе представляет собой отношение веса тела к прикладываемой для его перемещения силе. Из полученного равенства его можно выразить следующим образом:

$\frac{P}{F} = \frac{L}{h}$

Из этой формулы следует, что выигрыш в силе прямо пропорционален длине наклонной плоскости $\text{L}$ и обратно пропорционален ее высоте $\text{h}$.

На рисунках изображены три наклонные плоскости с одинаковой высотой $\text{h}$, но с разной длиной $\text{L}$.

Самая левая плоскость является самой длинной, а значит, для нее отношение длины к высоте $\frac{L}{h}$ будет максимальным. Чем больше это отношение, тем больше выигрыш в силе.

Таким образом, чем более пологой является наклонная плоскость (т. е. чем больше ее длина при той же высоте), тем меньшую силу нужно приложить для подъема тела и тем больший выигрыш в силе она обеспечивает.

Ответ: Наибольший выигрыш в силе даёт первая (самая левая) наклонная плоскость, так как при одинаковой высоте она имеет наибольшую длину.