Параграф 57 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
- Запишите соотношение между силами, действующими на рычаг, и расстояниями, пройденными точками приложения этих сил (см. рис. 186) при повороте рычага.
- В чём состоит «золотое правило» механики?
- Объясните, почему рычаг не позволяет получить выигрыш в работе.
- Можно ли получить выигрыш в работе, используя наклонную плоскость? Почему?
- Подвижный блок даёт выигрыш в силе в $$2$$ раза. Объясните, почему применение такого блока не позволяет выиграть в $$2$$ раза в работе.
- На какую высоту подняли груз с помощью подвижного блока, если свободный конец верёвки был вытянут при этом на $$3\ \text{м}$$?
- Плечи рычага, находящегося в равновесии, соответственно равны $$15$$ и $$90\ \text{см}$$. Меньшая сила, действующая на рычаг, равна $$1{,}2\ \text{Н}$$. Найдите большую силу. Какой выигрыш можно получить с помощью этого рычага в силе; в работе?
- Какой выигрыш в силе можно получить при подъёме груза по наклонной плоскости с углом наклона $$30^\circ$$ к горизонту?
При равновесии рычага силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил:
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}$$
Вопрос 2
«Золотое правило» механики: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.
Для рычага это означает, что пути точек приложения сил обратно пропорциональны силам.
Вопрос 3
Рычаг не даёт выигрыша в работе, потому что при уменьшении силы во столько же раз увеличивается путь её приложения. Поэтому работа на входе и на выходе одинакова:
$$A=Fs$$
Если сила уменьшается в 2 раза, то путь увеличивается в 2 раза, и работа не меняется.
Упражнение 36
1. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза, но при этом свободный конец верёвки проходит путь в 2 раза больший, чем груз. Поэтому выигрыша в работе нет: уменьшение силы компенсируется увеличением пути.
2. При подвижном блоке груз поднимается на высоту, в 2 раза меньшую, чем путь свободного конца верёвки:
$$h=\frac{s}{2}=\frac{3}{2}=1{,}5\ \text{м}$$
3. Для рычага в равновесии:
$$F_1l_1=F_2l_2$$
Пусть меньшая сила $$F_1=1{,}2\ \text{Н}$$, её плечо $$l_1=90\ \text{см}$$, а плечо большей силы $$l_2=15\ \text{см}$$. Тогда
$$F_2=\frac{F_1l_1}{l_2}=\frac{1{,}2\cdot 90}{15}=7{,}2\ \text{Н}$$
Выигрыш в силе:
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{7{,}2}{1{,}2}=6$$
В работе выигрыша нет, так как во столько же раз, во сколько увеличивается сила, уменьшается путь.
