Номер 1, страница 33, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 5. Статика. Параграф 46. Равновесие тела. Момент силы - номер 1, страница 33.

Условие.

1. На рис. 16 изображены три точечных тела, на которые действуют силы. В выбранной инерциальной системе отсчёта значения изображённых сил равны $F_1 = 40 \, \text{Н}$, $F_2 = 20 \, \text{Н}$, $F_3 = 40 \, \text{Н}$, $F_4 = -20 \, \text{Н}$, $F_5 = 20 \, \text{Н}$, $F_6 = -20 \, \text{Н}$. Какое из изображённых тел будет находиться в равновесии? Объясните почему.

Рис. 16

Ответ: _______

Решение.

Дано:

$F_1 = 40$ Н

$F_2 = 20$ Н

$F_3 = 40$ Н

$F_4 = -20$ Н

$F_5 = 20$ Н

$F_6 = -20$ Н

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

Какое из изображённых тел будет находиться в равновесии?

Решение:

Тело находится в равновесии, если векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю (первый закон Ньютона). Это условие называется первым условием равновесия. Для сил, действующих вдоль одной прямой, векторное сложение можно заменить алгебраическим сложением их проекций на эту прямую.

Примем направление вправо за положительное направление оси ОХ. В условии задачи значения сил уже даны в виде проекций на эту ось: положительные значения соответствуют силам, направленным вправо, а отрицательные — силам, направленным влево.

Найдем равнодействующую (результирующую) силу $\text{R}$ для каждого из трех тел.

а) На первое тело действуют силы $F_1$ и $F_2$. Обе они, судя по рисунку, направлены вправо, и их значения положительны. Равнодействующая сила равна:

$R_a = F_1 + F_2 = 40 \text{ Н} + 20 \text{ Н} = 60 \text{ Н}$

Поскольку $R_a \neq 0$, тело а не находится в равновесии.

б) На второе тело действуют силы $F_3$ и $F_4$. Сила $F_3$ направлена вправо (положительная проекция), а сила $F_4$ — влево (отрицательная проекция). Равнодействующая сила равна:

$R_б = F_3 + F_4 = 40 \text{ Н} + (-20 \text{ Н}) = 20 \text{ Н}$

Поскольку $R_б \neq 0$, тело б не находится в равновесии.

в) На третье тело действуют силы $F_5$ и $F_6$. Сила $F_5$ направлена вправо (положительная проекция), а сила $F_6$ — влево (отрицательная проекция). Равнодействующая сила равна:

$R_в = F_5 + F_6 = 20 \text{ Н} + (-20 \text{ Н}) = 0 \text{ Н}$

Поскольку $R_в = 0$, тело в находится в равновесии.

Ответ: В равновесии будет находиться тело в, так как равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю.