Номер 30.20, страница 112 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 30. Рычаги. Момент силы. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 30.20, страница 112.

30.20 [739] В школьной мастерской мальчик, чтобы сильно зажать в тиски обрабатываемую деталь, берётся за край ручек тисков, а не за их середину. Почему?

Решение

Ручка тисков представляет собой рычаг, ось вращения которого проходит через центр зажимного винта. Для того чтобы повернуть ручку и зажать деталь, необходимо приложить силу, создающую вращающий момент (момент силы). Величина момента силы $M$ определяется произведением модуля силы $F$ на её плечо $l$:

$M = F \cdot l$

Плечо силы $l$ — это расстояние от оси вращения до точки приложения силы. Чтобы "сильно зажать" деталь, необходимо создать как можно больший момент силы. Сила $F$, которую может приложить мальчик, ограничена его физическими возможностями.

Согласно формуле, для получения максимального момента силы $M$ при ограниченной силе $F$ нужно увеличить плечо $l$. Когда мальчик берётся за край ручки, он делает плечо силы максимально возможным. Если бы он взялся за середину, плечо было бы меньше, и, следовательно, момент силы был бы меньше. Таким образом, мальчик интуитивно использует правило рычага для получения выигрыша в силе.

Ответ:

Мальчик берётся за край ручек тисков, чтобы увеличить плечо прикладываемой силы ($l$). Согласно формуле момента силы $M = F \cdot l$, чем больше плечо, тем больший вращающий момент создаётся при той же силе ($F$). Больший момент силы позволяет сильнее зажать деталь в тисках.