Номер 4, страница 148, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 85. Коэффициент полезного действия. Вопросы и задания - номер 4, страница 148.

Условие.

4. Объясните, в чём состоит польза простых механизмов, если они не дают выигрыша в работе.

Решение.

Согласно «золотому правилу механики», ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе. В идеальном случае, когда можно пренебречь трением, работа, совершаемая приложенной силой (затраченная работа $A_{з}$), равна работе по перемещению груза (полезной работе $A_{п}$). В реальности же, из-за наличия трения, затраченная работа всегда больше полезной: $A_{з} > A_{п}$.

Польза простых механизмов заключается не в экономии работы, а в преобразовании силы и расстояния для удобства человека. Работа является произведением силы на расстояние, на котором эта сила действует: $A = F \cdot s$. Простые механизмы позволяют получить выигрыш в одном из этих множителей за счёт пропорционального проигрыша в другом.

Основные преимущества, которые дают простые механизмы:
1. Выигрыш в силе. Это наиболее распространённая причина их использования. Прикладывая меньшую силу к длинному плечу рычага или к свободному концу каната в системе блоков, можно поднять очень тяжёлый груз. При этом меньшая сила прикладывается на большем пути, в то время как груз перемещается на меньшее расстояние. Во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии.
2. Выигрыш в расстоянии (и скорости). Реже, но также используется возможность получить выигрыш в расстоянии. Прикладывая большую силу на коротком отрезке пути, можно заставить тело перемещаться на большее расстояние (и с большей скоростью). В этом случае мы проигрываем в силе.
3. Изменение направления силы. Некоторые механизмы, например, неподвижный блок, не дают выигрыша ни в силе, ни в расстоянии. Однако они позволяют изменить направление приложения силы, что может быть значительно удобнее. Например, поднимать груз, таща верёвку вниз, легче, чем тянуть его непосредственно вверх.

Таким образом, простые механизмы не уменьшают количество работы, но делают её выполнение физически возможным или более удобным для человека.

Ответ: Польза простых механизмов состоит в том, что они позволяют получить выигрыш в силе (за счёт проигрыша в расстоянии) или выигрыш в расстоянии (за счёт проигрыша в силе), а также изменять направление действия силы для удобства выполнения работы.