Номер 4, страница 187 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 53. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Глава 4. Работа и мощность. Энергия - номер 4, страница 187.

Условие.

4. Сформулируйте правило равновесия рычага.

Решение.

Решение 2.

Правило равновесия рычага — это фундаментальный принцип статики, который описывает условие, при котором рычаг, имеющий неподвижную точку опоры (ось вращения), не вращается под действием приложенных к нему сил.

Существует две эквивалентные формулировки этого правила.

1. Классическая формулировка. Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Плечо силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии, вдоль которой действует сила.

Для двух сил $F_1$ и $F_2$ с плечами $l_1$ и $l_2$ соответственно, это правило математически записывается так:
$ \frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1} $

2. Формулировка через моменты сил (правило моментов). Эта формулировка является более общей. Рычаг находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на него относительно точки опоры, равна нулю.

Момент силы ($M$) — это физическая величина, равная произведению модуля силы ($F$) на её плечо ($l$):
$ M = F \cdot l $

Для случая, когда две силы стремятся повернуть рычаг в противоположные стороны, правило моментов сводится к тому, что вращающий момент в одну сторону (например, по часовой стрелке) должен быть равен по величине вращающему моменту в противоположную сторону (против часовой стрелки):
$ M_1 = M_2 $
Раскрывая моменты, получаем:
$ F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2 $
Это равенство является альтернативной записью классической формулировки.

Ответ: Рычаг находится в равновесии, если силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил ($\frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1}$), или, что эквивалентно, когда момент силы, вращающий рычаг по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающему его против часовой стрелки ($F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$).