Лабораторная работа №10 ГДЗ Перышкин 7 класс (Физика)
Лабораторная работа № 10. Выяснение условия равновесия рычага
Цель работы: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.
Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка, динамометр (рис. 205).
Рычаг находится в равновесии, если выполняется правило рычага:
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}$$
Момент силы определяется формулой:
$$M=F\cdot l$$
1)
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{3\ \text{Н}}{5\ \text{Н}}=0{,}5$$
$$\frac{l_2}{l_1}=\frac{6\ \text{см}}{12\ \text{см}}=0{,}5$$
Условие равновесия выполняется.
$$M_1=F_1\cdot l_1=3\cdot 12=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
$$M_2=F_2\cdot l_2=5\cdot 6=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
Следовательно, $$M_1=M_2$$, правило моментов выполняется.
2)
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{3\ \text{Н}}{3\ \text{Н}}=1$$
$$\frac{l_2}{l_1}=\frac{12\ \text{см}}{12\ \text{см}}=1$$
Условие равновесия выполняется.
$$M_1=F_1\cdot l_1=3\cdot 12=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
$$M_2=F_2\cdot l_2=3\cdot 12=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
Следовательно, $$M_1=M_2$$, правило моментов выполняется.
3)
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{3\ \text{Н}}{1\ \text{Н}}=3$$
$$\frac{l_2}{l_1}=\frac{36\ \text{см}}{12\ \text{см}}=3$$
Условие равновесия выполняется.
$$M_1=F_1\cdot l_1=3\cdot 12=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
$$M_2=F_2\cdot l_2=1\cdot 36=36\ \text{Н}\cdot\text{см}$$
Следовательно, $$M_1=M_2$$, правило моментов выполняется.
Пример полученных результатов:
| № опыта | Сила $$F_1$$, Н | Плечо $$l_1$$, см | Сила $$F_2$$, Н | Плечо $$l_2$$, см | $$\frac{F_1}{F_2}$$ | $$\frac{l_2}{l_1}$$ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 12 | 5 | 6 | 0,5 | 0,5 |
| 2 | 3 | 12 | 3 | 12 | 1 | 1 |
| 3 | 3 | 12 | 1 | 36 | 3 | 3 |
Дополнительное задание.
Динамометр покажет силу $$F_2=1\ \text{Н}$$. Сила тяжести, действующая на грузы, равна $$F_1=3\ \text{Н}$$ и направлена вертикально вниз, её плечо $$l_1=5\ \text{см}$$. Сила упругости пружины динамометра направлена вертикально вверх, её плечо $$l_2=15\ \text{см}$$.
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{3\ \text{Н}}{1\ \text{Н}}=3$$
$$\frac{l_2}{l_1}=\frac{15\ \text{см}}{5\ \text{см}}=3$$
Значит, выполняется правило рычага, и рычаг будет находиться в равновесии.
Ответ
В опытах выполняется условие равновесия рычага $$\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}$$ и правило моментов $$M_1=M_2$$. В дополнительном задании рычаг также находится в равновесии.
