Номер 5, страница 84 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-43. Простые механизмы. Вариант № 1 - номер 5, страница 84.

Решение.

Неподвижный блок — это простой механизм, представляющий собой колесо с желобом, ось которого закреплена и не перемещается при подъеме грузов. Его основное предназначение — не изменение величины силы, а изменение её направления.

С точки зрения физики, неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, у которого точка опоры находится в центре оси блока. Плечи приложенных сил (силы, с которой тянут веревку, и веса груза) равны радиусу блока $\text{r}$.

Условие равновесия рычага гласит, что моменты сил, вращающих его в противоположных направлениях, должны быть равны. Пусть $\text{F}$ — это сила, которую прикладывают к свободному концу веревки, а $\text{P}$ — вес груза. Тогда моменты этих сил будут:

$M_1 = F \cdot r$

$M_2 = P \cdot r$

При равновесии $M_1 = M_2$, следовательно:

$F \cdot r = P \cdot r$

Разделив обе части уравнения на $\text{r}$, получаем:

$F = P$

Таким образом, для подъема груза с помощью неподвижного блока необходимо приложить силу, равную по модулю весу этого груза (в идеальных условиях, без учета силы трения и веса веревки). Это означает, что неподвижный блок не дает выигрыша в силе.

Основное преимущество неподвижного блока заключается в возможности изменить направление действия силы. Например, чтобы поднять груз вверх, можно тянуть веревку вниз, что часто является более удобным и безопасным, а также позволяет использовать вес собственного тела для создания тянущего усилия.

Ответ: Неподвижный блок не изменяет величину прикладываемой силы (не дает выигрыша в силе), а только меняет ее направление.