Номер 31.1, страница 115 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 31. Блоки. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 31.1, страница 115.

31.1 [757] Отвечая у доски по теме «Неподвижные блоки», ученик сделал рисунок (рис. IV-26), на котором хотел показать, что с помощью верёвки и блока уравновешены два груза. Какую ошибку он допустил в рисунке?

Рис. IV-26

31.1 [757]

Решение

На рисунке изображена система, состоящая из неподвижного блока и двух грузов одинаковой массы, подвешенных на верёвке. Ученик хотел показать, что система находится в равновесии.

Неподвижный блок — это простой механизм, который используется для изменения направления силы. Он не даёт выигрыша в силе. Это означает, что для удержания груза в равновесии необходимо приложить силу, равную весу этого груза.

Условием равновесия для данной системы является равенство сил, действующих на оба конца верёвки. Сила, действующая на каждый конец верёвки, — это вес подвешенного груза. Вес $P$ вычисляется по формуле: $P = m \cdot g$ где $m$ — масса груза, а $g$ — ускорение свободного падения.

Поскольку массы обоих грузов одинаковы ($m_1 = m_2 = 1 \text{ кг}$), то и их веса равны ($P_1 = P_2$). Следовательно, силы, натягивающие верёвку с обеих сторон, уравновешивают друг друга, и система находится в равновесии.

Ключевая ошибка на рисунке заключается в изображении верёвки. Когда система находится в равновесии под действием сил натяжения, верёвка должна быть натянута. На рисунке же правая часть верёвки изображена провисшей, со слабиной. Такое изображение некорректно. Если бы в верёвке была слабина, это означало бы, что правый груз не оказывает натяжения, и левый груз под действием силы тяжести опускался бы вниз до тех пор, пока верёвка не натянулась бы. Для правильной демонстрации равновесия оба участка верёвки должны быть показаны прямыми (натянутыми).

Ответ: Ошибка ученика заключается в том, что он изобразил верёвку с правой стороны провисшей. Для того чтобы система находилась в равновесии, верёвка должна быть натянута, так как на её концы действуют равные силы тяжести от одинаковых грузов.