На невесомый рычаг с осью вращения, проходящей через точку О, действуют силы F₁ и F₂, причем F₁ в два раза больше F₂. Как будет вести себя рычаг: А) останется неподвижным В) будет вращаться по часовой стрелке С) будет вращаться против часовой стрелки D) совершит поступательное движение?
Физика 7 класс Рычаги и условия равновесия рычаг невесомый рычаг силы F1 и F2 вращение рычага ось вращения физика 7 класс равновесие сил движение рычага
Чтобы ответить на вопрос, давайте разберем ситуацию с рычагом и действующими на него силами.
Итак, у нас есть рычаг с осью вращения в точке О. На него действуют две силы: F₁ и F₂. Мы знаем, что F₁ в два раза больше F₂. Это можно записать так:
Теперь давайте рассмотрим, как эти силы влияют на вращение рычага. Важно помнить, что вращение рычага зависит не только от величины сил, но и от их расстояния до оси вращения (плеча силы). Предположим, что:
Для того чтобы рычаг оставался в равновесии, моменты сил, действующих на него, должны быть равны. Момент силы рассчитывается по формуле:
Теперь запишем моменты для обеих сил:
Если F₁ больше, чем F₂, и если плечо силы F₁ (r₁) больше, чем плечо силы F₂ (r₂), то рычаг начнет вращаться в ту сторону, где момент больше. Если, например, F₁ действует на одной стороне рычага, а F₂ на другой, то:
Если же плеча сил равны (r₁ = r₂), то рычаг останется неподвижным, если F₁ и F₂ действуют в противоположных направлениях, но в нашем случае F₁ в два раза больше F₂, что указывает на то, что момент F₁ будет больше.
Таким образом, если F₁ в два раза больше F₂ и они действуют на разные стороны рычага, то:
Ответ: B) будет вращаться по часовой стрелке.