Номер 3, страница 85 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-44. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Момент силы. Вариант № 1 - номер 3, страница 85.

Решение.

Дано:

Длина правого плеча $d_2 = 30 \text{ см}$

Масса груза $m_2 = 200 \text{ кг}$

Длина левого плеча $d_1 = 1,5 \text{ м}$

Ускорение свободного падения $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

В системе СИ:

$d_2 = 0,3 \text{ м}$

Найти:

$F_1 - ?$

Решение:

Для того чтобы рычаг находился в равновесии, моменты сил, действующих на его плечи, должны быть равны. Это условие равновесия рычага, которое записывается в виде формулы:

$M_1 = M_2$

где $M_1$ и $M_2$ – моменты сил, приложенных к левому и правому плечам соответственно.

Момент силы рассчитывается как произведение силы на длину плеча, поэтому условие равновесия можно записать так:

$F_1 \cdot d_1 = F_2 \cdot d_2$

где $F_1$ и $F_2$ – силы, действующие на плечи, а $d_1$ и $d_2$ – длины этих плеч.

На правое плечо действует сила тяжести груза $F_2$, которая вычисляется по формуле:

$F_2 = m_2 \cdot g$

Подставим известные значения и найдем эту силу:

$F_2 = 200 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 2000 \text{ Н}$

Теперь из условия равновесия рычага выразим искомую силу $F_1$, которую необходимо приложить к левому плечу:

$F_1 = \frac{F_2 \cdot d_2}{d_1}$

Подставим все известные значения в эту формулу, используя длины плеч в системе СИ (метрах):

$F_1 = \frac{2000 \text{ Н} \cdot 0,3 \text{ м}}{1,5 \text{ м}} = \frac{600 \text{ Н} \cdot \text{м}}{1,5 \text{ м}} = 400 \text{ Н}$

Ответ: 400 Н.