Номер 3, страница 126, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 78. Рычаг. Условие равновесия рычага - номер 3, страница 126.

Условие.

3. Почему дверные ручки устанавливают вдали от петель, на которые вешают дверь?

Решение.

Решение

Дверь, вращающаяся на петлях, с точки зрения физики является рычагом, ось вращения которого проходит через эти петли. Для того чтобы повернуть дверь, то есть открыть или закрыть её, необходимо создать вращающий момент, или момент силы.

Момент силы ($\text{M}$) вычисляется по формуле:

$M = F \cdot d$

где $\text{F}$ – это сила, приложенная к телу, а $\text{d}$ – это плечо силы, то есть кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.

В случае с дверью:

• $\text{F}$ – это сила, которую мы прикладываем к ручке, чтобы открыть дверь.
• $\text{d}$ – это расстояние от дверных петель (оси вращения) до ручки.

Для того чтобы дверь начала двигаться, нужно создать момент силы $\text{M}$, достаточный для преодоления сил трения в петлях и сопротивления воздуха. Эта величина для конкретной двери практически постоянна. Из формулы момента силы можно выразить силу $\text{F}$, которую необходимо приложить:

$F = M / d$

Из этой зависимости видно, что сила $\text{F}$ обратно пропорциональна плечу силы $\text{d}$. Это означает, что чем больше плечо (чем дальше ручка находится от петель), тем меньшую силу нужно приложить, чтобы создать тот же самый вращающий момент. Устанавливая ручку на максимальном удалении от петель, мы максимально увеличиваем плечо силы, что позволяет открывать и закрывать дверь, прилагая минимальные усилия.

Ответ: Дверные ручки устанавливают вдали от петель, чтобы увеличить плечо силы. Согласно правилу моментов ($M=F \cdot d$), чем больше плечо силы ($\text{d}$), тем меньшую силу ($\text{F}$) необходимо приложить для создания вращающего момента ($\text{M}$), достаточного для открытия или закрытия двери. Это делает использование двери более лёгким и удобным.