Номер 3, страница 142, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 83. Колесо и ось. Зубчатые передачи. Вопросы и задания - номер 3, страница 142.

Условие.

3. Изменится ли выигрыш в силе, если вместо одного колеса на ось установить два, три, ... колеса с разными радиусами? Поясните свой ответ.

Решение.

Решение

Выигрыш в силе, который дает простой механизм "колесо и ось" (или ворот), определяется отношением радиуса колеса, к которому прикладывается сила, к радиусу оси, с помощью которой поднимается груз. В идеальном случае (без учета трения) формула для выигрыша в силе выглядит так:

$$ \text{Выигрыш в силе} = \frac{R}{r} $$

где $\text{R}$ — это радиус колеса, а $\text{r}$ — это радиус оси.

Если на одну и ту же ось установить несколько колес с разными радиусами ($R_1, R_2, R_3, \dots$), то выигрыш в силе будет меняться в зависимости от того, к какому из колес прикладывать усилие. Все колеса и ось вращаются вместе как единое целое, но плечо приложения силы будет разным. Прикладывая силу к колесу с самым большим радиусом $R_{max}$, мы получим максимальный выигрыш в силе, равный $\frac{R_{max}}{r}$. И наоборот, прикладывая силу к колесу с самым маленьким радиусом $R_{min}$, мы получим минимальный выигрыш в силе, равный $\frac{R_{min}}{r}$.

Таким образом, установка нескольких колес с разными радиусами превращает механизм в систему с переменным выигрышем в силе. Это позволяет выбирать наиболее подходящее соотношение силы и скорости для конкретной задачи, подобно тому как работает коробка передач.

Ответ: Да, выигрыш в силе изменится. Точнее, он станет переменным. Система с несколькими колесами разного радиуса на одной оси позволит получать разный выигрыш в силе в зависимости от того, к какому колесу прикладывать усилие. При использовании колеса с наибольшим радиусом выигрыш в силе будет максимальным, а при использовании колеса с наименьшим радиусом — минимальным.