Номер 3, страница 204 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какой простой механизм не дает выигрыша в силе? Для чего он служит?

3. Простой механизм, который не даёт выигрыша в силе, — это неподвижный блок. Он представляет собой колесо с жёлобом по окружности, ось которого закреплена и не перемещается при подъёме груза.

Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, у которого точка опоры находится на оси вращения, а силы приложены к окружности колеса. Плечи приложенной силы $\text{F}$ и силы тяжести груза $\text{P}$ равны радиусу блока $\text{r}$. Согласно условию равновесия рычага (правилу моментов), моменты этих сил должны быть равны:

$M_F = M_P$

$F \cdot r = P \cdot r$

Отсюда следует, что в идеальном случае (без учёта сил трения и веса веревки) прикладываемая сила равна силе тяжести груза: $F = P$. Так как выигрыш в силе — это отношение силы тяжести груза к приложенной силе ($\frac{P}{F}$), то для неподвижного блока он равен единице. Это означает, что выигрыша в силе нет.

Несмотря на это, неподвижный блок очень полезен. Его основное предназначение — изменение направления действия силы. Например, с помощью неподвижного блока можно поднимать груз, прикладывая силу не вверх, а вниз, что часто бывает гораздо удобнее и безопаснее. Это позволяет, к примеру, использовать вес собственного тела для создания тянущего усилия. Классические примеры использования — поднятие флага на флагштоке или подъём ведра с водой из колодца.

Ответ: Неподвижный блок не дает выигрыша в силе. Он служит для изменения направления приложения силы.