Номер 687, страница 94 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Работа и мощность. Энергия. Простые механизмы. Коэффициент полезного действия механизма - номер 687, страница 94.

Условие.

► 687. Вычислите опытным путём, какой выигрыш в силе дают ножницы, плоскогубцы, кусачки.

Решение.

Для того чтобы вычислить выигрыш в силе, который дают ножницы, плоскогубцы и кусачки, необходимо понять, что все эти инструменты являются разновидностью рычага. Выигрыш в силе рычага определяется отношением его плеч. Опытным путём это можно сделать, измерив линейкой два расстояния: $l_1$ – расстояние от оси вращения (шарнира) до точки приложения силы на рукоятке, и $l_2$ – расстояние от оси вращения до точки, где инструмент воздействует на предмет (например, до разрезаемого провода). Выигрыш в силе рассчитывается по формуле:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{l_1}{l_2}$

Проведём измерения и расчёты для каждого инструмента. Следует учесть, что результаты являются примерными, так как зависят от конкретной модели инструмента и точки приложения сил.

ножницы

Дано:

Измерим параметры для обычных канцелярских ножниц:

Длина плеча силы, прикладываемой к ручкам, $l_1 = 10\ см$

Длина плеча силы сопротивления (расстояние от шарнира до разрезаемого объекта), $l_2 = 5\ см$

Перевод в СИ:

$l_1 = 0.1\ м$

$l_2 = 0.05\ м$

Найти:

Выигрыш в силе.

Решение:

Выигрыш в силе для рычага равен отношению длин плеч приложенной силы и силы сопротивления:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{l_1}{l_2}$

Подставим измеренные значения:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{10\ см}{5\ см} = 2$

Это означает, что ножницы увеличивают приложенную силу в 2 раза. Если резать материал ближе к шарниру, например, на расстоянии $l_2 = 2\ см$, то выигрыш в силе увеличится:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{10\ см}{2\ см} = 5$

Ответ: выигрыш в силе для ножниц составляет примерно от 2 до 5, в зависимости от точки реза.

плоскогубцы

Дано:

Измерим параметры для стандартных плоскогубцев:

Длина плеча силы, прикладываемой к ручкам, $l_1 = 13\ см$

Длина плеча силы сопротивления (расстояние от шарнира до зажимаемого объекта), $l_2 = 2\ см$

Перевод в СИ:

$l_1 = 0.13\ м$

$l_2 = 0.02\ м$

Найти:

Выигрыш в силе.

Решение:

Используем формулу для выигрыша в силе:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{l_1}{l_2}$

Подставим измеренные значения:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{13\ см}{2\ см} = 6.5$

Ответ: выигрыш в силе для плоскогубцев составляет примерно 6.5.

кусачки

Дано:

Измерим параметры для боковых кусачек (бокорезов):

Длина плеча силы, прикладываемой к ручкам, $l_1 = 15\ см$

Длина плеча силы сопротивления (расстояние от шарнира до перекусываемой проволоки), $l_2 = 1.5\ см$

Перевод в СИ:

$l_1 = 0.15\ м$

$l_2 = 0.015\ м$

Найти:

Выигрыш в силе.

Решение:

Используем ту же формулу для выигрыша в силе:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{l_1}{l_2}$

Подставим измеренные значения:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{15\ см}{1.5\ см} = 10$

Ответ: выигрыш в силе для кусачек составляет примерно 10.