Номер 650, страница 89 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Работа и мощность. Энергия. Простые механизмы. Коэффициент полезного действия механизма - номер 650, страница 89.

Условие.

650. В школьной мастерской мальчик, чтобы сильно зажать в тиски обрабатываемую деталь, берётся не за середину ручки тисков, а за край. Почему?

Решение.

Это явление объясняется правилом моментов сил (или правилом рычага). Ручка тисков является рычагом, а осью вращения служит винт, который она вращает.

Для того чтобы закрутить винт и зажать деталь, необходимо приложить определённый момент силы. Момент силы ($\text{M}$) вычисляется как произведение приложенной силы ($\text{F}$) на плечо этой силы ($\text{l}$):

$M = F \cdot l$

Плечо силы — это кратчайшее расстояние от оси вращения до линии, вдоль которой действует сила. В данном случае, это расстояние от центра винта тисков до точки на ручке, за которую держится мальчик.

Сила, которую может развить мальчик, ограничена. Чтобы создать максимальный момент силы ($\text{M}$) при ограниченной силе ($\text{F}$), необходимо увеличить плечо силы ($\text{l}$). Берясь за край ручки, а не за середину, мальчик делает плечо силы максимально большим. Это позволяет ему при той же затрате усилий создать больший крутящий момент и, как следствие, сильнее зажать деталь в тисках.

Ответ: Мальчик берётся за край ручки тисков, чтобы увеличить плечо приложения силы. Это позволяет, прикладывая ту же силу, создать больший момент силы и, следовательно, сильнее зажать деталь.