Параграф 53 ГДЗ Иванов 7 класс (Физика)

Рычаг представляет собой твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.
2. Дайте определение плеча силы.
Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы.
3. Составьте правило нахождения плеча силы.
Чтобы найти плечо силы, надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы.
4. Сформулируйте правило равновесия рычага.
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Обсуди с товарищем
Когда палку держат в руках за концы, то её трудно переломить. Если же середину палки положить на подставку, то переломить палку будет легче. Почему?
Палку переломить легче. Мы уменьшим рычаг в 2 раза, если середину палки положить на подставку.
Упражнение 34.
1. К концам рычага, находящегося в равновесии, приложены вертикальные силы 25 и 15 Н. Длинное плечо рычага равно 15 см. Какова длина короткого плеча?
Решение:
F1/F2 = l2/l1
l2 = l1*F2/F1 = 15*15/25 = 9 см
Ответ: 9 см
2. На концы рычага действуют вертикальные силы 8 и 40 Н. Длина рычага 90 см. Где расположена точка опоры, если рычаг находится в равновесии? Выполните рисунок.
Решение:
F1/F2 = l2/l1 = (l-l1)/l1
l1 = (F2l)/(F1 + F2) = (40*0.09)/(40 + 8) = 0.75 м
Точка опоры находится на расстоянии 75 см от точки приложения меньшей силы.
Ответ: 75 см.
3. На рычаге уравновешены две гири разной массы, но изготовленные из одного материала. Изменится ли равновесие рычага, если обе гири поместить в воду?
При опускании грузов первого рычага в воду моменты архимедовой силы, действующие на рычаг слева и справа, одинаковы, поэтому равновесие не нарушится. На втором рычаге моменты архимедовой силы будут различны, равновесие нарушится — перетянет наиболее тяжелый груз

Вопрос 1

Рычаг — это твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Примеры рычагов: качели, ножницы, гвоздодёр, лом, весы.

Вопрос 2

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

Вопрос 3

Чтобы найти плечо силы, нужно из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы. Длина этого перпендикуляра и есть плечо силы.

Вопрос 4

Рычаг находится в равновесии, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил:

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

Обсуди с товарищем

Палку легче переломить, если середину положить на подставку, потому что в этом случае плечо силы уменьшается, и для перелома требуется меньшая сила.

Упражнение 34

1.

Дано: $$F_1=25\ \text{Н}$$ $$F_2=15\ \text{Н}$$ $$l_1=15\ \text{см}$$

Найти: $$l_2$$

Решение:

Для равновесия рычага:

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

Тогда

$$l_2=l_1\frac{F_2}{F_1}=15\cdot\frac{15}{25}=9\ \text{см}$$

Ответ: 9 см.

2.

Дано: $$F_1=8\ \text{Н}$$ $$F_2=40\ \text{Н}$$ $$l=90\ \text{см}$$

Найти: расстояние от точки опоры до точки приложения меньшей силы.

Решение:

Пусть $$l_1$$ — плечо меньшей силы, тогда плечо большей силы равно $$l-l_1$$. По правилу равновесия рычага:

$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{l-l_1}{l_1}$$

Отсюда

$$l_1=\frac{F_2l}{F_1+F_2}=\frac{40\cdot 90}{8+40}=75\ \text{см}$$

Точка опоры находится на расстоянии 75 см от точки приложения меньшей силы.

Ответ: 75 см.

3.

Если обе гири изготовлены из одного материала, то при погружении в воду на них будут действовать архимедовы силы, пропорциональные их объёмам. Так как массы гирь разные, то и объёмы разные, значит, выталкивающие силы будут различны. Поэтому равновесие рычага нарушится: сильнее «облегчится» более объёмная гиря, и рычаг перетянет в её сторону.