Номер 5, страница 186 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

5. Что называется выигрышем в силе и как его находят?

Выигрыш в силе — это безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз простой механизм (например, рычаг, блок, наклонная плоскость) позволяет получить силу, большую, чем приложенная. Иными словами, это показатель эффективности механизма в преобразовании силы. Если механизм дает выигрыш в силе, это означает, что для преодоления большой силы сопротивления (например, веса тяжелого груза) требуется приложить значительно меньшую силу.

Находят выигрыш в силе как отношение модуля силы сопротивления ($P$), которую необходимо преодолеть, к модулю приложенной (движущей) силы ($F$).

Формула для расчета имеет следующий вид:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{P}{F}$

Рассмотрим на примере идеального рычага. Согласно правилу равновесия рычага, он находится в равновесии, если моменты сил, действующих на него, равны: $M_1 = M_2$. Момент силы — это произведение силы на ее плечо, поэтому $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$. Если сила $F_1$ является приложенной, а сила $F_2$ — силой сопротивления (весом груза), то выигрыш в силе $\frac{F_2}{F_1}$ можно найти как отношение плеч:

$Выигрыш\ в\ силе = \frac{F_2}{F_1} = \frac{l_1}{l_2}$

Таким образом, выигрыш в силе, который дает рычаг, равен отношению длины плеча, к которому приложена сила, к длине плеча, на котором находится груз. Чем больше это отношение, тем больше выигрыш в силе.

Важно отметить, что в реальных механизмах из-за наличия сил трения и веса самого механизма фактический выигрыш в силе всегда несколько меньше теоретически рассчитанного.

Ответ: Выигрышем в силе называется величина, показывающая, во сколько раз механизм позволяет увеличить приложенную силу. Его находят как отношение силы сопротивления (полезной нагрузки) к приложенной к механизму силе: $Выигрыш\ в\ силе = \frac{P}{F}$.