Номер 2, страница 86 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-45. Рычаги в технике, быту и природе. Вариант № 2 - номер 2, страница 86.

Решение.

Решение

Длинную палку можно использовать в качестве рычага для переноски груза. В этом случае плечо человека будет служить точкой опоры. Груз подвешивается на один конец палки, а другой конец человек удерживает рукой, прикладывая силу.

Данная система представляет собой рычаг первого рода. Обозначим вес груза как $\text{P}$, а силу, которую прикладывает человек рукой, как $\text{F}$. Расстояние от точки опоры (плеча) до груза назовем плечом силы $\text{P}$ и обозначим $l_1$. Расстояние от плеча до руки назовем плечом силы $\text{F}$ и обозначим $l_2$.

Для того чтобы система находилась в равновесии, моменты сил, вращающие рычаг в противоположных направлениях, должны быть равны. Момент силы груза равен $M_1 = P \cdot l_1$, а момент силы, прикладываемой рукой, равен $M_2 = F \cdot l_2$.

Условие равновесия рычага (правило моментов) записывается так: $P \cdot l_1 = F \cdot l_2$

Из этого уравнения можно выразить силу $\text{F}$, которую необходимо прикладывать рукой для удержания груза: $F = P \cdot \frac{l_1}{l_2}$

Анализируя формулу, можно сделать вывод: чтобы уменьшить силу $\text{F}$, которую нужно прикладывать рукой, необходимо сделать так, чтобы плечо $l_2$ было больше плеча $l_1$. Другими словами, чем длиннее плечо, к которому приложена сила руки, по сравнению с плечом, на котором висит груз, тем меньшее усилие потребуется.

Таким образом, для наиболее удобной переноски груза его следует разместить как можно ближе к плечу (сделать $l_1$ как можно меньше), а рукой взяться за палку как можно дальше от плеча (сделать $l_2$ как можно больше). Это позволяет получить выигрыш в силе.

Ответ: Груз нужно подвесить на один конец палки, положить палку на плечо так, чтобы груз оказался близко к плечу, а другой, более длинный конец палки, удерживать рукой. В этом случае палка работает как рычаг, позволяя уменьшить усилие, необходимое для удержания груза.