Question

Яку силу потрібно прикласти, щоб важіль перебував у рівновазі, якщо маса вантажу дорівнює 3 кг? Масою важеля можна знехтувати. ​

Answer 1

Відповідь: Для того, щоб важіль перебував у рівновазі, сила, яку потрібно прикласти, повинна бути рівна моменту сили вантажу відносно опори.

Момент сили можна обчислити за формулою: M = F * d

F = 3 кг * 9,8 м/с² = 29,4 Н.

Для розрахунку відстані d потрібно знати довжину важеля та положення точки опори. Якщо точка опори знаходиться посередині важеля, то d дорівнює половині довжини важеля.

Припустимо, що довжина важеля дорівнює 2 м, тоді d = 1 м.

М = F * d = 29,4 Н * 1 м = 29,4 Н*mм

Відповідь: 29, 4 Н

Пояснення:

Answer 2

Для того, щоб відповісти на це питання, потрібно знати довжини плечей важеля і точку опори. Якщо важіль перебуває в рівновазі, то за умовою рівноваги важеля сума моментів сил, що діють на нього, дорівнює нулю. Момент сили дорівнює добутку сили на плече важеля. Тому, якщо позначити силу, яку потрібно прикласти, як F, а довжини плечей важеля як L1 і L2, то можна записати рівняння:

F * L1 = 3 * 9.8 * L2

де 3 - маса вантажу в кілограмах, а 9.8 - прискорення вільного падіння в метрах за секунду квадратний. Звідси можна виразити F:

F = 29.4 * L2 / L1

Отже, сила, яку потрібно прикласти, залежить від співвідношення довжин плечей важеля. Якщо L1 > L2, то F < 29.4 Н, якщо L1 < L2, то F > 29.4 Н, а якщо L1 = L2, то F = 29.4 Н. Це означає, що застосовуючи важіль, можна одержати виграш у силі, якщо прикладати силу до більшого плеча важеля.