Номер 613, страница 71 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 25. Применение правила равновесия рычага к блоку. «Золотое правило» механики. Центр тяжести тела - номер 613, страница 71.

Решение.

Решение

На рисунке изображена система, состоящая из карандаша и перочинного ножа, которая находится в равновесии на кончике пальца. Тип равновесия определяется поведением тела при малом отклонении от положения равновесия и зависит от расположения центра тяжести относительно точки опоры.

Равновесие бывает устойчивым, неустойчивым и безразличным. При устойчивом равновесии тело, выведенное из этого положения, возвращается в него обратно. Это происходит, когда центр тяжести тела находится ниже точки опоры, и при отклонении его потенциальная энергия увеличивается. При неустойчивом равновесии тело при малейшем отклонении уходит от этого положения еще дальше. Это случается, когда центр тяжести находится выше точки опоры. При безразличном равновесии тело остается в новом положении, в которое его переместили.

В рассматриваемом случае к карандашу прикреплен перочинный нож. Это приводит к тому, что общий центр тяжести системы «карандаш-нож» оказывается расположенным ниже точки опоры (кончика пальца).

При отклонении карандаша из вертикального положения равновесия его общий центр тяжести будет подниматься. Сила тяжести, приложенная к центру тяжести, создаст вращающий момент относительно точки опоры. Этот момент будет стремиться вернуть систему в первоначальное положение, где центр тяжести занимает самое низкое положение, а потенциальная энергия системы минимальна.

Следовательно, данное положение равновесия является устойчивым.

Ответ: Карандаш находится в положении устойчивого равновесия. Причина в том, что прикрепленный нож смещает общий центр тяжести системы ниже точки опоры. Поэтому при любом малом отклонении от положения равновесия возникает вращающий момент силы тяжести, который возвращает систему в исходное положение.