Номер 1, страница 122 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 33. Момент силы. Правило моментов. Вопросы - номер 1, страница 122.

Условие.

Решение.

1. Что называют моментом силы?

Момент силы (также известный как вращающий момент или торк) — это векторная физическая величина, которая характеризует способность силы вызывать вращательное движение твёрдого тела вокруг некоторой оси. Проще говоря, это мера «крутящего» эффекта силы.

Момент силы зависит от величины приложенной силы ($\text{F}$), точки её приложения относительно оси вращения (определяемой радиус-вектором $\vec{r}$), и направления силы.

Величина (модуль) момента силы, обозначаемая как $\text{M}$, вычисляется как произведение модуля силы $\text{F}$ на её плечо $\text{d}$. Плечом силы называется кратчайшее расстояние, проведённое от оси вращения до линии действия силы.

Формула для расчёта модуля момента силы имеет вид:
$M = F \cdot d$

Также модуль момента силы можно найти через угол $\alpha$ между вектором силы $\vec{F}$ и радиус-вектором $\vec{r}$ (проведённым от оси вращения до точки приложения силы):
$M = r \cdot F \cdot \sin(\alpha)$
Из этой формулы видно, что момент силы максимален, когда сила перпендикулярна радиус-вектору ($\alpha = 90^\circ$, $\sin(90^\circ) = 1$), и равен нулю, когда сила направлена вдоль радиус-вектора ($\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$). Именно поэтому, чтобы открыть дверь, мы толкаем её перпендикулярно плоскости двери, а не пытаемся тянуть её вдоль.

Так как момент силы — это вектор, он имеет не только величину, но и направление. Вектор момента силы $\vec{M}$ определяется как векторное произведение радиус-вектора $\vec{r}$ на вектор силы $\vec{F}$:
$\vec{M} = \vec{r} \times \vec{F}$
Направление вектора $\vec{M}$ перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы $\vec{r}$ и $\vec{F}$, и определяется по правилу правой руки (или правилу буравчика).

При решении задач часто используют правило знаков: момент силы считается положительным, если он стремится повернуть тело против часовой стрелки, и отрицательным — если по часовой стрелке.

Единица измерения момента силы в системе СИ — ньютон-метр (Н·м).

Ответ: Моментом силы называют физическую величину, характеризующую вращательное действие силы на твёрдое тело. Он равен произведению модуля силы на её плечо, где плечо — это кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.