Номер 2, страница 120 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 33. Момент силы. Правило моментов. Вспомните - номер 2, страница 120.

Условие.

Решение.

Что такое рычаг?

Рычаг — это один из простейших механизмов, представляющий собой твёрдое тело (например, стержень или балку), которое имеет возможность вращаться вокруг неподвижной точки, называемой точкой опоры. Рычаги используются для преобразования силы и перемещения, чаще всего для получения выигрыша в силе. Это означает, что с помощью рычага можно поднять или сдвинуть тяжёлый груз, приложив к нему усилие, значительно меньшее веса этого груза.

Основными характеристиками рычага являются: точка опоры — ось вращения рычага; сила усилия ($F_1$) — сила, прикладываемая человеком или механизмом; сила сопротивления или нагрузка ($F_2$) — сила, которую необходимо преодолеть (например, вес груза); плечо силы ($l_1$) — кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы усилия; плечо нагрузки ($l_2$) — кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы сопротивления.

Принцип работы рычага описывается условием его равновесия, которое было сформулировано ещё Архимедом. Оно гласит: рычаг находится в равновесии тогда, когда моменты сил, вращающие его в противоположных направлениях, равны. Момент силы определяется как произведение модуля силы на её плечо ($M = F \cdot l$).

Математически правило равновесия рычага записывается в виде формулы:

$M_1 = M_2$

или

$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

Из этой формулы видно, что для того, чтобы меньшей силой ($F_1$) уравновесить большую ($F_2$), необходимо, чтобы плечо приложения меньшей силы ($l_1$) было длиннее плеча большей силы ($l_2$). Отношение $l_1/l_2$ показывает, во сколько раз мы получаем выигрыш в силе.

Этот принцип иллюстрирует так называемое "золотое правило механики": во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Чтобы поднять груз на определённую высоту, конец рычага, к которому приложено усилие, должен пройти путь, во столько же раз больший.

Примеры рычагов широко распространены в технике и быту: лом, качели-балансир, ножницы, тачка, весло, щипцы для орехов, гаечный ключ.

Ответ: Рычаг — это твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной точки опоры и служит для преобразования силы. Он позволяет получить выигрыш в силе, когда приложенная сила действует на плечо, которое длиннее плеча нагрузки, в соответствии с правилом равновесия $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$.