Question

Есть работник, который держит доску за один конец, другим концом она дотрагивается до земли. В каком случае он приложет меньшую силу: когда сила напрямлена перпендикулярно доске, или когдасила напрямлена вертикально вверх? Почему?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Когда держит перпендикулярно доске, плечо больше (длина доски) и прилагаемая сила меньше.

Если сила вертикальная, то плечо меньше (проекция длины доски на землю), прикладываемая сила больше, т.к. сила тяжести доски не изменяется. (Правило моментов сил или правило рычагов).

===================================

Answer 2

Чтобы понять, в каком случае работник приложит меньшую силу, давайте рассмотрим две ситуации: когда сила направлена перпендикулярно доске и когда сила направлена вертикально вверх.

1. Сила направлена перпендикулярно доске: В этом случае доска находится в равновесии, так как сила, которую приложил работник, компенсирует силу тяжести, действующую на доску. Если доска не двигается, это значит, что момент сил, действующих на доску, равен нулю.

2. Сила направлена вертикально вверх: Когда работник приложит силу вертикально вверх, доска все равно будет находиться в равновесии, так как его сила компенсирует силу тяжести доски. Однако в этом случае возникает дополнительный момент силы, потому что сила тяжести действует на центр масс доски, а сила работника приложена в одной точке, где он держит доску.

Момент силы определяется как произведение силы на расстояние от точки, в которой приложена сила, до оси вращения. В данном случае осью вращения является точка, где доска дотрагивается до земли.

Поскольку в случае, когда сила направлена перпендикулярно доске, момент силы равен нулю, а в случае, когда сила направлена вертикально вверх, возникает момент силы, работник должен приложить большую силу, чтобы уравновесить доску и удержать ее в горизонтальном положении.

Таким образом, работнику потребуется меньше усилий, когда сила направлена перпендикулярно доске.