Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 15 см и 90 см. Меньшая сила, действующая на рычаг, равна 1,2. Какова большая сила, и какой выигрыш можно получить с помощью этого рычага в работе и в силе?

Физика 8 класс Рычаги и их применение рычаг плечи рычага равновесие сила выигрыш в работе выигрыш в силе физика механика расчет силы закон рычага Новый

Для решения данной задачи мы воспользуемся принципом рычага, который гласит, что для рычага, находящегося в равновесии, произведение силы на плечо (расстояние от точки опоры до точки приложения силы) с одной стороны равно произведению силы на плечо с другой стороны.

Обозначим:

• F1 - меньшая сила (1,2 Н);
• d1 - плечо меньшей силы (15 см = 0,15 м);
• F2 - большая сила, которую мы ищем;
• d2 - плечо большей силы (90 см = 0,90 м).

Согласно принципу рычага, мы можем записать уравнение:

F1 * d1 = F2 * d2

Теперь подставим известные значения в уравнение:

1,2 Н * 0,15 м = F2 * 0,90 м

Решим это уравнение для F2:

1. Перемножим значения с левой стороны:

1,2 * 0,15 = 0,18 Н·м

2. Теперь у нас есть: 0,18 = F2 * 0,90.
3. Чтобы найти F2, разделим обе стороны на 0,90:

F2 = 0,18 / 0,90 = 0,2 Н.

Таким образом, большая сила F2 равна 0,2 Н.

Теперь определим выигрыш в силе. Выигрыш в силе можно рассчитать как отношение плечей рычага:

Выигрыш в силе = d2 / d1 = 90 см / 15 см = 6.

Это означает, что рычаг позволяет нам уменьшить силу в 6 раз.

Теперь определим выигрыш в работе. Работа, совершенная силой, равна произведению силы на расстояние. В данном случае, выигрыш в работе будет равен отношению работы, совершаемой меньшей силой, к работе, совершаемой большей силой:

Выигрыш в работе = F1 * d1 / (F2 * d2).

Так как F1 * d1 = F2 * d2, то выигрыш в работе равен 1. Это означает, что работа, совершаемая меньшей силой, равна работе, совершаемой большей силой, при этом рычаг позволяет нам использовать меньшую силу для достижения того же результата.

Итак, в итоге:

• Большая сила F2 = 0,2 Н;
• Выигрыш в силе = 6;
• Выигрыш в работе = 1 (работа остается постоянной).