Вспомните, страница 123 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 34. Блок - страница 123.

Условие.

Решение.

Выигрыш в силе — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз сила, развиваемая простым механизмом (например, рычагом или блоком), больше силы, приложенной к этому механизму человеком. Иными словами, это коэффициент усиления силы, который обеспечивает механизм.

Выигрыш в силе является безразмерной величиной и определяется как отношение модуля силы сопротивления (силы, действующей на груз) $F_{out}$ к модулю приложенной (движущей) силы $F_{in}$.

Формула для расчета выигрыша в силе:

$G = \frac{F_{out}}{F_{in}}$

где:

• $\text{G}$ — выигрыш в силе;
• $F_{out}$ — сила на выходе (сила сопротивления, вес груза);
• $F_{in}$ — сила на входе (прилагаемая человеком сила).

Если $G > 1$, то механизм дает выигрыш в силе. Например, если выигрыш в силе равен 2, это означает, что для подъема груза весом 100 Н достаточно приложить силу 50 Н.

Важно отметить, что выигрыш в силе достигается за счет проигрыша в расстоянии. Это утверждение известно как «золотое правило механики»: во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз мы проигрываем в расстоянии. Ни один простой механизм не дает выигрыша в работе. Для идеального механизма (без учета сил трения) работа, совершаемая приложенной силой, равна работе по преодолению силы сопротивления:

$A_{in} = A_{out}$

$F_{in} \cdot s_{in} = F_{out} \cdot s_{out}$

Из этого соотношения следует, что выигрыш в силе равен отношению путей, пройденных точками приложения этих сил:

$G = \frac{F_{out}}{F_{in}} = \frac{s_{in}}{s_{out}}$

где $s_{in}$ — путь, пройденный точкой приложения силы $F_{in}$, а $s_{out}$ — путь, пройденный точкой приложения силы $F_{out}$.

Примеры механизмов, дающих выигрыш в силе:

• Рычаг: Позволяет поднять тяжелый груз, приложив меньшую силу к длинному плечу.
• Подвижный блок: Дает двукратный выигрыш в силе (в идеальном случае).
• Наклонная плоскость: Позволяет перемещать тяжелые предметы вверх, прилагая силу, значительно меньшую веса тела.
• Винт, клин: Являются разновидностями наклонной плоскости и также дают значительный выигрыш в силе.

Ответ: Выигрыш в силе — это число, показывающее, во сколько раз простой механизм (рычаг, блок, наклонная плоскость и т.д.) позволяет уменьшить прилагаемую силу для совершения той же работы по перемещению груза. Он рассчитывается как отношение силы, действующей на груз, к силе, прикладываемой к механизму.