Видеоучебник / Физика / Решение задач по физике. Механика 7-11 класс. / Рычаг. Условие равновесия рычага

Рычаг. Условие равновесия рычага

Урок 25. Решение задач по физике. Механика 7-11 класс.

Тема видеофрагмента «Рычаг. Условие равновесия рычага». Мы вынесли данную тему в отдельный урок, так как ее рассмотрение начинается еще в 7 классе. Мы рассмотрим решение четырех задач, две из которых в различное время предлагались на районных и городских олимпиадах по физике.

Конспект урока "Рычаг. Условие равновесия рычага"

Ничто не мешает человеку завтра

стать умнее, чем он был вчера

П.Л. Капица

В данной теме будут разобраны примеры решения задач на тему «Рычаг. Условие равновесия рычага».

Задача 1. При помощи кусачек перекусывают проволоку. Рука сжимает кусачки с силой 90 Н. Расстояние от оси вращения кусачек до проволоки 1,5 см, а до точки приложения силы 10 см. Определите силу, действующую на проволоку. Массу кусачек не учитывать.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ:

Кусачки с точки зрения физики представляют собой два рычага, скрепленные винтом в определенном месте и при помощи кусачек можно получить выигрыш в силе. Ведь основная причина, по которой применяются рычаги — это и есть получение выигрыша в силе.

Для того что бы определить искомую силу, воспользуемся условием равновесия рычага: отношение сил, действующих на рычаг, обратно пропорционально отношению плеч этих сил

Тогда искомая сила

Ответ: на проволоку действует сила 600 Н.

Задача 2. С помощью рычага подняли груз на высоту 0,07 м. При этом сила, действующая на большее плечо, совершила работу 210 Дж. Определите массу поднятого груза, а также силу, действующую на большее плечо, если точка приложения этой силы поднялась на 0,8 м.

ДАНО:

РЕШЕНИЕ:

На основании «золотого правила механики», рычаг дает выигрыш в силе, но не дает выигрыша в совершении работы

Работа по поднятию груза

Так как по условию задачи рычаг находится в равновесии, то есть неподвижен, вес поднимаемого груза по модулю равен силе тяжести, действующей на груз. Тогда работа будет равна

Тогда искомая масса

Работа приложенной силы:

Или из «золотого правила механики» сила действующая на большее плечо равна

Ответ: 300 кг; 262,5 Н.

Задача 3. На концах однородной доски укреплены грузы массами 5,5 и 1 кг. Доска находится в равновесии, если ее подпереть на расстоянии, равном 1/5 ее длины, от более тяжелого груза. Определите массу доски

ДАНО:

РЕШЕНИЕ:

Вес первого груза:

Вес второго груза:

Согласно правилу моментов, рычаг будет находиться в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех действующих сил относительно оси вращения будет равна нулю

Момент силы определяется по формуле

Плечо силы Р₂:

Плечо силы mg:

Перепишем условие равновесия рычага с учетом последних формул

Преобразуем последнюю формулу и выразим из неё искомую массу

Ответ: 1 кг

Задача 4. На рисунке изображен рычаг, на котором имеются крючки, прикрепленные через одинаковые расстояния. Крючки пронумерованы от –3 до 3, причем 0 находится на середине рычага. К некоторым крючкам прикреплено по несколько грузов одинаковой массы. Имеется еще один точно такой же не подвешенный груз. К крючку с каким номером его нужно подвесить, чтобы рычаг находился в равновесии?

ДАНО: