Устройство рычага
Что представляет собой рычаг?
Взгляните на рисунок 2. В данном случае Образавр использует в качестве рычага обычную палку, чтобы поднять тяжелый камень.
Рисунок 2. Образавр и рычаг
Камень действует на рычаг с некоторой силой — весом $P$. Для того чтобы его поднять, необходимо преодолеть этот вес, направленный вертикально вниз. В первом случае (рисунок 2, а) Образавр давит на конец палки с силой $F$, а во втором (рисунок 2, б) — поднимает конец палки.
В обоих случаях у этого рычага есть неподвижная точка опоры — точка О. Через нее проходит воображаемая ось, вокруг которой может поворачиваться рычаг.
Сила, с которой Образавр действует на палку (рычаг), меньше веса камня, но тем не менее у него получается сдвинуть этот камень. Это говорит о том, что с помощью рычага человек получает выигрыш в силе.
{"questions":,"answer":}}}]}
ГДЗ Физика 7 класс. Перышкин отдыхает! Рычаг. Блок. Момент силы
- Подробности
- Обновлено 30.01.2019 17:48
Назад в «Оглавление»
Давненько пользуемся мы этими учебниками.
Еще наши мамы и папы по ним учились.
Как же осилить домашнее задание, ответить на вопросы и решить задачи в упражнениях?
Уверена, что думающие ученики сначала всё сделают сами, а эти сведения будут помощью «застрявшим в пути».
Ответы на ДЗ по физике помогут вам проверить себя и найти ошибки.
Ответы на ДЗ из упражнений соответствуют всем выпускам учебников этого автора, начиная с 1989 г.
Так как номера упражнений с одинаковыми вопросами в разных выпусках различаются, ответы на вопросы к упражнениям скомпонованы по темам.
На этой странице представлены решения задач по параграфам: Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Момент силы. Рычаги в технике, быту и природе.
Заодно некоторые узнают, какую тему по физике они сейчас изучают))
Так нет ли здесь нужной вам задачи?
Обязательно найдется!
Решаем вместе?
1. Укажите точку опоры и плечи сил у рычагов, изображенных на рисунках.
а) Тачка с одним колесом.
Схема рычага:
Точка опоры — ось колеса (О).
Плечо силы F1 — от оси колеса до груза на тачке (ОА).
Плечо силы F2 — от оси колеса до рук (ОВ).
б) Рука человека — это тоже рычаг.
Схема рычага:
Точка опоры — локтевой сустав (О).
Плечо силы F1 — длина руки (предплечья) от локтя до кисти, в которую вложен груз (ОА).
Плечо силы F2 — небольшое расстояние (около 3 см) от локтевого сустава до точки прикрепления мышцы плеча на предплечье (ОВ).
в) Ножной тормоз в автомобиле.
Схема рычага:
Рычаг — педаль тормоза.
Точка опоры — ось вращения педали (О).
Плечо силы F1 — кратчайшее расстояние (ОА) от точки опоры до линии приложения силы F1, с которой нога давит на педаль.
Плечо силы F2 — кратчайшее расстояние (ОВ) от точки опоры до линии приложения силы F2 — силы упругости троса, прикрепленного к педали.
д, г) Палка для переноса тяжестей.
Схема рычага:
Здесь точка опоры — плечо человека (О).
Плечо силы F2 — от плеча до места, за которое держат палку (ОВ).
Плечо силы F1 — от плеча до того места, где подвешен груз (ОА).
2. Рассмотрите рисунки переноса груза на палке. При каком расположении груза на палке момент его силы тяжести больше? В каком случае груз легче нести? Почему?
Момент силы тяжести груза больше, когда увеличивается плечо этой силы.
Чтобы легче было нести, надо уменьшить плечо этой силы, т.е.расстояние от плеча до груза.
В этом случае рычаг можно уравновесить меньшей силой рук.3. Пользуясь рисунком гребца в лодке, объясните, почему при гребле мы получаем проигрыш в силе и для чего это нужно.
Весло при гребле на лодке представляет собой рычаг.
Точка опоры — уключина.
С одной стороны к рукоятке весла прикладывается сила человека.
Плечо этой силы небольшая часть весла от уключины до руки.
С другой стороны действующая на весло сила — это сила сопротивления воды.
Плечо этой силы — наиболее длинная часть весла от уключины до конца весла в воде.
Чтобы сделать гребок надо уравновесить этот рычаг,
По правилу равновесия рычага при этом к короткой части весла прикладывается большая сила, а к длинной части весла меньшая сила.
В данном случае наблюдается проигрыш в силе.
Однако при гребке расстояние, которое проходит конец весла много больше расстояния, которое проходит рукоять весла.
Проигрывая в силе, выигрываем в расстоянии, что и является целью передвижения на лодке.
Иногда когда человеку становится трудно грести (он устал), он сдвигает весло в уключине так, чтобы часть весла от руки до уключины стала длиннее. Концы весел в лодке как бы нахлестывают друг на друга, грести становится не очень удобно, зато легче, прикладывается меньшая сила. Но одновременно и расстояние, которое проходит лодка за гребок уменьшается.4. На рисунке 162 изображен разрез предохранительного клапана. Рассчитайте, какой груз надо повесить на рычаг, чтобы пар через клапан не выходил. Давление в котле в 12 раз больше нормального атмосферного давления. Площадь клапана S = 3 см2, вес клапана и вес рычага не учитывать. Плечи сил измерьте по рисунку. Куда нужно переместить груз, если давление пара в котле увеличится? уменьшится? 
5. На рисунке изображена схема подъемного крана. Рассчитайте, какой груз можно поднимать при помощи этого крана, если масса противовеса 1000 кг. Сделайте расчет, пользуясь равенством моментов сил.
Назад в «Оглавление»
Условие равновесия рычага
Чтобы получить условие равновесия рычага, нужно провести опыты. К рычагу по обе стороны от точки опоры подвешиваются разные груза так, чтобы каждый раз рычаг оставался в равновесии. В каждом случае измеряются модули сил и их плечи. В нашем случае (рисунок 4) видно, что сила $2 \space Н$ уравновешивает силу $4 \space Н$. А плечо меньшей силы в 2 раза больше плеча большей силы.
С помощью таких опытов было установлено правило равновесия рычага.
В чем состоит правило равновесия рычага?
Кто установил правило равновесия рычага?Это правило было установлено Архимедом еще в III веке до н. э. Иногда правило равновесия рычага так и называют — правило Архимеда. Легенда гласит, что после этого открытия Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опору, и я переверну Землю!».
Из правила равновесия следует, что меньшей силой можно уравновесить большую силу при помощи рычага.
Например, возьмем рычаг, у которого одно плечо будет в 2 раза больше другого (как на рисунке 4). Приложим к точке A силу в $100 \space Н$. Тогда в точке B мы сможем уравновесить силу в $200 \space Н$ (в 2 раза большую). Если нам нужно поднять более тяжелый груз, то можно увеличить плечо рычага $l_1$, к которому мы прикладываем силу.
{"questions":,"answer":}}}]}
Плечо силы рычага
На рисунке 4 изображен рычаг. Его точки A и B — это точки приложения сил $F_1$ и $F_2$ соответственно. Точка опоры O расположена между точками A и B — значит, перед нами рычаг 1-го рода.
Рисунок 4. Рычаг 1-го рода
А теперь взгляните на схему этого рычага (рисунок 4). Силы $F_1$ и $F_2$ направлены в одну сторону.
Рисунок 5. Схематическое изображение рычага 1-го рода
Длина отрезка OA обозначена как $l_1$, а длина отрезка OB — $l_2$. Эти величины называются плечом силы.
Что называют плечом силы?
Как найти плечо силы?
Тогда, OA или $l_1$ — это плечо силы $F_1$, а OB или $l_2$ — плечо силы $F_2$.
{"questions":,"answer":}}}]}
Примеры задач
Задача №1
Рабочий поднимает груз массой $300 \space кг$ c помощью рычага 1-го рода. Большее плечо силы рано $3 \space м$, а меньшее — $0.6 \space м$. Какую силу рабочий прикладывает к большему плечу рычага?
Дано:$m = 300 \space кг$$l_1 = 3 \space м$$l_2 = 0.6 \space м$$g = 9.8 \frac{Н}{кг}$
$F_1 — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Запишем правило равновесия рычага: $\frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1}$.
Выразим отсюда силу $F_1$, которую прикладывает к рычагу рабочий:$F_1 = F_2 \cdot \frac{l_2}{l_1}$.
Сила $F_2$ — это вес груза $P$, который мы можем рассчитать формуле: $P = gm$. Подставим в нашу формулу и рассчитаем силу $F_1$:$F_1 = F_2 \cdot \frac{l_2}{l_1} = gm \cdot \frac{l_2}{l_1} = 9.8 \frac{Н}{кг} \cdot 300 \space кг \cdot \frac{0.6 \space м}{3 \space м} = 2940 \space Н \cdot 0.2 = 588 \space Н$.
Ответ: $F_1 = 588 \space Н$.
Задача №2
На рисунке 7 схематически изображен рычаг. Точка опоры находится в точке O. Одно деление на шкале рычага равно $10 \space см$. Какую массу должен иметь груз, подвешенный в точке A, чтобы рычаг находился в равновесии? При вычислениях принять $g = 10 \frac{Н}{кг}$.
Рисунок 6. Схематическое изображения рычага для решения задачи
Дано:$m_1 = 100 \space г$$m_2 = 200 \space г$$l_1 = 40 \space см$$l_2 = 20 \space см$$g = 10 \frac{Н}{кг}$
СИ:$m_1 = 0.1 \space кг$$m_2 = 0.2 \space кг$$l_1 = 0.4 \space м$$l_2 = 0.2 \space м$
$m_3 — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Найдем силу, которая будет действовать на рычаг в точке B. Эта сила будет равна весу $P_2$, с которым груза массой $m_1$ и $m_2$ действуют на подвес. Обозначим эту силу $F_2$.
$F_2 = P_2 = gm = g(m_1 + m_2) = 10 \frac{Н}{кг} \cdot (0.1 \space кг + 0.2 \space кг) = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 0.3 \space кг = 3 \space Н$.
Запишем правило равновесия рычага:$\frac{F_1}{F_2} = \frac{l_2}{l_1}$.
Выразим отсюда и рассчитаем силу $F_1$, с которой будет действовать на рычаг груз неизвестной массы:$F_1 = \frac{F_2 \cdot l_2}{l_1} = \frac{3 \space Н \cdot 0.2 \space м}{0.4 \space м} = 1.5 \space Н$.
Сила $F_1$ будет равна весу $P_1$, с которым груз массой $m_3$ действуют на подвес:$F_1 = P_1 = gm_3$.
Найдем массу груза:$m_3 = \frac{F_1}{g} = \frac{1.5 \space Н}{10 \frac{Н}{кг}} = 0.15 \space кг = 150 \space г$.
Ответ: $m_3 = 150 \space г$.