Номер 3, страница 67 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-55. Рычаги в технике, быту и природе. Вариант 2 - номер 3, страница 67.

Условие.

3. Почему ручки кусачек (рис. 97) всегда длиннее режущей части?

Рис. 97

Решение.

Решение

Кусачки представляют собой простой механизм — сдвоенный рычаг первого рода. Точка опоры этого рычага находится в шарнире, соединяющем две половинки инструмента.

Когда мы сжимаем ручки, мы прикладываем силу $F_1$ к длинному плечу рычага $l_1$, которое представляет собой длину ручек. На режущих кромках возникает сила $F_2$, преодолевающая сопротивление разрезаемого материала. Расстояние от шарнира до режущих кромок — это короткое плечо рычага $l_2$.

Согласно правилу равновесия рычага (правилу моментов), момент силы, приложенной к ручкам, равен моменту силы сопротивления на режущей части:

$M_1 = M_2$

или

$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

Чтобы получить выигрыш в силе, то есть создать на режущей части большую силу $F_2$, прикладывая к ручкам меньшую силу $F_1$, необходимо, чтобы плечо $l_1$ было больше плеча $l_2$. Выигрыш в силе определяется отношением плеч:

$\frac{F_2}{F_1} = \frac{l_1}{l_2}$

Таким образом, чем длиннее ручки ($l_1$) по сравнению с режущей частью ($l_2$), тем больший выигрыш в силе мы получаем. Это позволяет с меньшим усилием перекусывать твердые материалы, например, проволоку или гвозди.

Ответ: Ручки кусачек всегда длиннее режущей части, так как кусачки — это рычажный механизм, предназначенный для получения выигрыша в силе. Длинные ручки (длинное плечо рычага) позволяют увеличить приложенную человеком силу в несколько раз, что необходимо для создания на короткой режущей части (коротком плече рычага) большого усилия, способного разрезать твердые материалы.