Номер 22, страница 92, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 2 - номер 22, страница 92.

Условие.

При выполнении задания 22 с развёрнутым ответом используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.

22. Можно ли неподвижный блок рассматривать как рычаг? Ответ поясните.

Решение.

Решение

Да, неподвижный блок можно рассматривать как рычаг. Неподвижный блок представляет собой равноплечий рычаг.

Рассмотрим блок как колесо, которое может вращаться вокруг своей оси. Эта ось вращения является точкой опоры для рычага. Через блок перекинута верёвка, к одному концу которой приложена сила $F_1$ (например, мы тянем), а к другому — сила $F_2$ (например, вес груза).

Точки приложения этих сил находятся на ободе колеса. Плечо силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы. В данном случае плечи обеих сил равны радиусу блока $R$.

Таким образом, мы имеем рычаг с точкой опоры в центре, и два плеча $l_1$ и $l_2$, причём $l_1 = l_2 = R$.

Условие равновесия рычага гласит, что моменты сил, вращающих его в противоположных направлениях, должны быть равны:

$M_1 = M_2$

где $M = F \cdot l$ — момент силы. Следовательно,

$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

Подставляя значения плеч для неподвижного блока, получаем:

$F_1 \cdot R = F_2 \cdot R$

Из этого уравнения следует, что $F_1 = F_2$.

Этот результат означает, что неподвижный блок не даёт выигрыша в силе, а лишь изменяет направление её приложения. Это полностью соответствует свойствам равноплечего рычага и подтверждает, что неподвижный блок можно рассматривать как его частный случай.

Ответ: Да, можно. Неподвижный блок — это равноплечий рычаг, у которого точка опоры находится на оси блока, а плечи приложенных сил равны его радиусу. Он не даёт выигрыша в силе, а позволяет изменить направление действия силы.