Номер 5, страница 143 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 8. Закон сохранения энергии. Параграф 32. Простые механизмы - номер 5, страница 143.

Условие.

5. В чем состоит условие равновесия рычага?

Решение.

Условие равновесия рычага, также известное как правило моментов, формулируется следующим образом: рычаг находится в равновесии, когда сумма моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки.

Момент силы ($\text{M}$) — это физическая величина, равная произведению модуля силы ($\text{F}$) на её плечо ($\text{l}$). Плечо силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры (оси вращения) до линии действия силы. Формула для момента силы: $M = F \cdot l$.

Для рычага, на который действуют две силы $F_1$ и $F_2$, стремящиеся повернуть его в противоположные стороны, условие равновесия будет выглядеть как равенство их моментов:

$M_1 = M_2$

Подставив в это равенство формулу момента силы, получим основное уравнение равновесия рычага:

$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

где $F_1$ и $F_2$ — силы, действующие на рычаг, а $l_1$ и $l_2$ — плечи этих сил.

Это же правило можно выразить иначе: рычаг находится в равновесии, если приложенные к нему силы обратно пропорциональны их плечам.

$\frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1}$

Ответ: Рычаг находится в равновесии тогда, когда момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки ($M_1 = M_2$). В случае двух сил это условие можно записать в виде формулы $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$, что означает: силы, действующие на рычаг, обратно пропорциональны плечам этих сил.