Номер 1, страница 105 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Контрольные работы. КР-4. Механическая работа. Мощность. Простые механизмы. Вариант 1 - номер 1, страница 105.

Условие.

1. Камень приподнимают с помощью железного лома (рис. 76). Вес камня 600 H, расстояние от точки опоры до камня 20 см, длина лома $OC = 1 \text{ м}$. С какой силой $\text{F}$ рука должна действовать на лом?

Рис. 76

Решение.

Дано

Вес камня $P = 600$ Н

Расстояние от точки опоры до камня $OA = 20$ см

Длина лома $OC = 1$ м

Перевод в систему СИ:

$OA = 20$ см $= 0,2$ м

Найти:

Силу $\text{F}$

Решение

Железный лом, используемый для поднятия камня, представляет собой рычаг. Точка O является точкой опоры (осью вращения). На рычаг действуют две силы: сила тяжести камня $\text{P}$ (направлена вниз) и сила $\text{F}$, прикладываемая рукой (направлена вверх).

Плечо силы $\text{P}$ - это расстояние от точки опоры до точки приложения силы, то есть $l_1 = OA$.

Плечо силы $\text{F}$ - это расстояние от точки опоры до точки приложения силы, то есть $l_2 = OC$.

Согласно правилу моментов (условию равновесия рычага), рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.

Момент силы $\text{P}$ (вращает по часовой стрелке): $M_1 = P \cdot l_1 = P \cdot OA$.

Момент силы $\text{F}$ (вращает против часовой стрелки): $M_2 = F \cdot l_2 = F \cdot OC$.

Запишем условие равновесия:

$M_1 = M_2$

$P \cdot OA = F \cdot OC$

Из этого уравнения выразим искомую силу $\text{F}$:

$F = \frac{P \cdot OA}{OC}$

Подставим числовые значения в полученную формулу:

$F = \frac{600 \text{ Н} \cdot 0,2 \text{ м}}{1 \text{ м}} = 120 \text{ Н}$

Ответ: рука должна действовать на лом с силой 120 Н.