Номер 77, страница 208 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 77, страница 208.

Условие.

Решение.

Для решения этой задачи воспользуемся правилом равновесия рычага, которое гласит, что рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки (правило моментов).

Момент силы $\text{M}$ рассчитывается по формуле $M = F \cdot d$, где $\text{F}$ — это сила, действующая на рычаг, а $\text{d}$ — плечо силы (кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы).

Обозначим вес одного груза как $\text{P}$, а длину одного деления на коромысле рычага как $\text{l}$.

1. Анализ начального состояния (рисунок 7, а).

Рычаг находится в равновесии. Слева на плече длиной $d_1 = 1l$ подвешены два груза, создающие силу $F_1 = 2P$. Справа на плече длиной $d_2 = 2l$ подвешен один груз, создающий силу $F_2 = 1P$.

Момент силы, действующий слева (вращает против часовой стрелки): $M_1 = F_1 \cdot d_1 = 2P \cdot l = 2Pl$.

Момент силы, действующий справа (вращает по часовой стрелке): $M_2 = F_2 \cdot d_2 = 1P \cdot 2l = 2Pl$.

Поскольку $M_1 = M_2$, рычаг действительно находится в равновесии, что подтверждает условие задачи.

2. Анализ конечного состояния (рисунок 7, б).

К каждой стороне подвесили еще по одному грузу. Теперь на левом плече висит 3 груза, а на правом — 2 груза. Плечи сил остались прежними.

Новая сила слева: $F'_1 = 3P$.

Новая сила справа: $F'_2 = 2P$.

Рассчитаем новые моменты сил:

Новый момент силы слева: $M'_1 = F'_1 \cdot d_1 = 3P \cdot l = 3Pl$.

Новый момент силы справа: $M'_2 = F'_2 \cdot d_2 = 2P \cdot 2l = 4Pl$.

3. Сравнение моментов и вывод.

Сравним новые моменты: $M'_1 = 3Pl$ и $M'_2 = 4Pl$.

Так как $M'_1 \neq M'_2$, условие равновесия не выполняется. Момент силы, вращающий рычаг по часовой стрелке ($M'_2$), стал больше момента силы, вращающего рычаг против часовой стрелки ($M'_1$). Это приведет к тому, что правое плечо рычага опустится вниз.

Ответ: Нет, рычаг не останется в равновесии. Равновесие нарушится, и правое плечо перевесит.