Номер 10, страница 101 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Простые механизмы. Рычаг - номер 10, страница 101.

Решение.

Дано:

$P = 100 \text{ Н}$

$F = 20 \text{ Н}$

Найти:

Выигрыш в силе - ?

К какому плечу приложить силу $\text{F}$ - ?

Решение:

1. Найдем выигрыш в силе.

Выигрыш в силе, который дает простой механизм (в данном случае рычаг), определяется как отношение большей силы (веса груза $\text{P}$) к меньшей силе (прилагаемой силе $\text{F}$).

Выигрыш в силе $= \frac{P}{F} = \frac{100 \text{ Н}}{20 \text{ Н}} = 5$

Следовательно, необходим выигрыш в силе в 5 раз.

2. Определим, к какому плечу следует приложить силу $\text{F}$.

Согласно "золотому правилу механики" и условию равновесия рычага, во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз мы проигрываем в расстоянии. Это означает, что для получения выигрыша в силе, прилагаемая сила должна быть приложена к более длинному плечу рычага.

Условие равновесия рычага записывается как $M_1 = M_2$, где $\text{M}$ - момент силы. Момент силы равен произведению силы на ее плечо: $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$.

В нашем случае $P \cdot l_P = F \cdot l_F$, где $l_P$ - плечо, к которому приложен груз, а $l_F$ - плечо, к которому приложена сила $\text{F}$.

Выразим отношение плеч:

$\frac{l_F}{l_P} = \frac{P}{F} = \frac{100}{20} = 5$

Это значит, что плечо $l_F$, к которому приложена сила $\text{F}$, должно быть в 5 раз длиннее плеча $l_P$, к которому приложен груз $\text{P}$. Таким образом, силу $\text{F}$ следует приложить к длинному плечу.

Сопоставив оба вывода, получаем, что необходим выигрыш в силе в 5 раз, и силу следует приложить к длинному плечу.

Ответ: 1) В 5 раз; к длинному