Номер 9, страница 101 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Простые механизмы. Рычаг - номер 9, страница 101.

Решение.

Решение

Правило равновесия рычага гласит, что рычаг находится в равновесии, когда сумма моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки. Момент силы $\text{M}$ определяется как произведение модуля силы $\text{F}$ на её плечо $\text{l}$, то есть $M = F \cdot l$. Плечо силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы.

Для рычага, на который действуют две силы $F_1$ и $F_2$ с плечами $l_1$ и $l_2$ соответственно, условие равновесия записывается как равенство моментов: $M_1 = M_2$, что эквивалентно $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$.

Выразим из этого уравнения отношение сил, разделив обе части на произведение $F_1 \cdot l_2$:

$\frac{F_1 \cdot l_1}{F_1 \cdot l_2} = \frac{F_2 \cdot l_2}{F_1 \cdot l_2}$

$\frac{l_1}{l_2} = \frac{F_2}{F_1}$

Эта формула означает, что силы, приложенные к рычагу, обратно пропорциональны их плечам. Теперь рассмотрим предложенные варианты.

1) Формула $\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1}$ выражает принцип работы гидравлической машины (закон Паскаля). Здесь $F_1$ и $F_2$ — силы, действующие на поршни, а $S_1$ и $S_2$ — площади этих поршней. Эта формула не относится к равновесию рычага.

2) Формула $\frac{F_2}{F_1} = \frac{l_1}{l_2}$ в точности соответствует выведенному выше правилу равновесия рычага. Она показывает, во сколько раз одна сила больше другой, если известны плечи этих сил.

3) Формула $\frac{h_2}{h_1} = \frac{\rho_1}{\rho_2}$ описывает условие равновесия двух несмешивающихся жидкостей с плотностями $\rho_1$ и $\rho_2$ в сообщающихся сосудах, где $h_1$ и $h_2$ — высоты столбов этих жидкостей над уровнем их раздела. Эта формула также не имеет отношения к рычагу.

Таким образом, единственной верной формулой, выражающей правило равновесия рычага, является формула под номером 2.

Ответ: 2