Номер 10, страница 116 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Контрольный тест по темам «Работа», «Мощность», «Энергия». Вариант № 1 - номер 10, страница 116.

Решение.

Решение

Условием равновесия рычага является равенство моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, и моментов сил, вращающих его против часовой стрелки. Это правило моментов, которое можно записать в виде формулы:

$M_{по часовой} = M_{против часовой}$

Момент силы $\text{M}$ вычисляется как произведение модуля силы $\text{F}$ на её плечо $\text{l}$ (кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы): $M = F \cdot l$.

Таким образом, условие равновесия рычага имеет вид: $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$.

Проанализируем каждую из представленных схем. Судя по одинаковой длине синих стрелок, представляющих силы, их модули равны: $F_1 = F_2$.

№ 1
Силы $F_1$ и $F_2$ приложены по разные стороны от точки опоры. Сила $F_1$ создает вращающий момент против часовой стрелки, а сила $F_2$ — по часовой стрелке. Из рисунка видно, что плечи сил равны ($l_1 = l_2$), так как точка опоры находится посередине рычага. Поскольку и силы, и их плечи равны ($F_1 = F_2$ и $l_1 = l_2$), то и моменты сил также равны ($M_1 = M_2$). Следовательно, рычаг находится в равновесии.

Ответ: Рычаг находится в равновесии.

№ 2
Обе силы $F_1$ и $F_2$ приложены по одну сторону от точки опоры и направлены в одну сторону (вниз). Обе силы создают вращающие моменты, направленные в одну сторону (против часовой стрелки). Нет силы, которая создавала бы уравновешивающий момент по часовой стрелке. Поэтому этот рычаг не будет находиться в равновесии.

Ответ: Рычаг не находится в равновесии.

№ 3
Силы $F_1$ и $F_2$ приложены по разные стороны от точки опоры. Модули сил равны ($F_1 = F_2$). Однако из рисунка видно, что плечо силы $F_1$ значительно меньше плеча силы $F_2$ ($l_1 < l_2$). Поэтому момент силы $F_1$ будет меньше момента силы $F_2$ ($M_1 < M_2$). Рычаг не будет находиться в равновесии и будет вращаться по часовой стрелке.

Ответ: Рычаг не находится в равновесии.

Таким образом, единственным рычагом, который будет находиться в равновесии, является рычаг № 1. Это соответствует варианту ответа 1).