Question

К длинному плечу рычага, равному 20 см, приложена сила 6 Н. Где на рычаге необходимо разместить груз массой 800 г, чтобы рычаг находился в равновесии? Рассмотрите случаи приложения сил: с одной стороны или разных сторон от оси вращения рычага.

Answer 1

Объяснение:

пусть рычаг вращается против часовой стрелки, тогда если сила по направлению вращения, то груз на 15 см вправо от точки опоры, а если против сила, то на 15 влево

Answer 2

Для того чтобы рычаг находился в равновесии, момент силы, создаваемый приложенной силой, должен быть равен моменту силы, создаваемому грузом. Момент силы рассчитывается как произведение силы на расстояние от точки приложения силы до оси вращения.

Пусть F1 - это приложенная сила (6 Н), L1 - расстояние от приложенной силы до оси вращения (плечо рычага) и F2 - сила, которую нужно приложить, чтобы уравновесить систему (сила поднимаемого груза), L2 - расстояние от груза до оси вращения.

Момент силы F1 вокруг оси вращения равен:

М1 = F1 * L1

Момент силы F2 (поднимаемого груза) вокруг той же оси равен:

М2 = F2 * L2

Мы хотим, чтобы М1 равнялось М2 для равновесия, поэтому:

F1 * L1 = F2 * L2

Мы знаем F1 (6 Н), L1 (20 см или 0,2 м) и массу груза (800 г или 0,8 кг). Массу можно преобразовать в силу с использованием ускорения свободного падения g (приближенно 9,8 м/с²):

F2 = m * g F2 = 0,8 кг * 9,8 м/с² F2 = 7,84 Н

Теперь мы можем рассчитать L2:

F1 * L1 = F2 * L2 6 Н * 0,2 м = 7,84 Н * L2

Теперь решим уравнение для L2:

L2 = (6 Н * 0,2 м) / 7,84 Н L2 ≈ 0,153 м

Таким образом, чтобы рычаг находился в равновесии, груз массой 800 г должен быть размещен на рычаге на расстоянии около 15,3 см от оси вращения. Рассмотрим два случая:

1. Груз находится с одной стороны от оси вращения: В этом случае груз будет находиться на расстоянии 15,3 см от оси вращения, с той же стороны, где приложена сила 6 Н.

2. Груз находится с другой стороны от оси вращения: В этом случае груз также будет находиться на расстоянии 15,3 см от оси вращения, но с противоположной стороны от силы 6 Н.

Оба этих варианта обеспечат равновесие рычага.