Физика 7 класс учебник Перышкин, Иванов - страница 188
- Тип: ГДЗ, Решебник.
- Авторы: Перышкин И. М., Иванов А. И.
- Часть: без частей.
- Год: 2026.
- Серия: (ФГОС).
- Издательство: Просвещение.
Моментом силы характеризуют способность силы вращать тело. Вам хорошо известно, что гайку легче отвернуть длинным гаечным ключом, а дверь легче открыть, действуя на неё далеко от оси вращения. Дело в том, что благодаря большему плечу силы то же самое значение момента силы получается при меньшей прикладываемой силе.
Рычаг находится в равновесии под действием двух сил, если момент силы, вращающей его по ходу часовой стрелки, равен моменту силы, вращающей его против хода часовой стрелки.
Это правило называют правилом моментов. Его можно записать в виде формулы:
M1 = M2
В случаях, когда на рычаг действует более двух сил, он находится в равновесии, если равны суммы моментов сил, вращающих его по ходу и против хода часовой стрелки.
Номер 1.
Что такое момент силы? По какой формуле его можно рассчитать?
Ответ:
Момент силы — это то, насколько сильно сила может заставить предмет вращаться. Представьте, что вы пытаетесь открутить гайку: чем сильнее вы давите (сила) и чем дальше от центра гайки вы держите ключ (плечо), тем легче она будет вращаться. Вот эта «вращательная способность» и есть момент силы.
Формула для расчёта момента силы:
M = F ⋅ l
Номер 2.
В каких единицах измеряют момент силы?
Ответ:В системе СИ момент силы измеряется в ньютон‑метрах (Н · м).
Номер 3.
В чём состоит правило моментов?
Ответ:
Чтобы рычаг оставался в неподвижном состоянии (был в равновесии), необходимо, чтобы «крутящее воздействие» (момент) от сил, пытающихся повернуть его по часовой стрелке, точно компенсировалось «крутящим воздействием» от сил, пытающихся повернуть его против часовой стрелки.
Это соотношение, известное как правило моментов, записывается как M1 = M2.
Если же на рычаг действует несколько сил, то для достижения равновесия требуется, чтобы общая сумма «крутящих воздействий» в одном направлении была равна общей сумме «крутящих воздействий» в противоположном направлении.
В случаях, когда на рычаг действует более двух сил, он находится в равновесии, если равны суммы моментов сил, вращающих его по ходу и против хода часовой стрелки.
Упражнение 35.
1. Вычислите моменты сил (рис. 173). Будет ли рычаг находиться в равновесии?
2*. Чему равен момент силы, если линия действия силы проходит через ось вращения?
Ответ:
Если линия действия силы проходит через ось вращения, плечо силы l = 0. Тогда момент силы:
M = F ⋅ 0 = 0
Следовательно, момент силы равен нулю.
3. Можно ли дверь (рис. 174) считать рычагом?
Действительно, дверь функционирует как рычаг. В данном случае, петли служат осью вращения, а точка приложения силы, как правило, находится на ручке, расположенной на максимальном ударении от оси. Это позволяет генерировать вращающий момент, необходимый для совершения движения открывания или закрывания.
4. Как легче открыть дверь — толкнув её около ручки или посередине?
Ответ:
Чтобы открыть дверь, удобнее толкать её ближе к ручке. Это потому, что чем дальше от петель вы толкаете, тем легче это сделать, даже если прикладываете ту же силу. По сути, чем длиннее «рычаг» (расстояние от петель до места, где вы толкаете), тем меньше усилий нужно.
F = M/l
5. Может ли ученик силой 10 Н приподнять ящик массой 50 кг?
Ответ:
6*. Будет ли рычаг (рис. 175) находиться в равновесии?
F1 = 1 Н, l1 = 30 cм = 0,3 м
F2 = 2 Н, l2 = 30 cм = 0,3 м
F3 = 1,5 Н, l3 = 18 см = 0,18 м
Момент силы: M = F ⋅ l
M1 = F1 ⋅ l1 = 1 Н ∙ 0,3 м = 0,3 Н∙м
M2 = F2 ⋅ l2 = 2 Н ∙ 0,3 м = 0,6 Н∙м
M3 = F3 ⋅ l3 = 1,5 Н ∙ 0,18 м = 0,27 Н ∙ м
Условие равновесия:
M1 = M2 – M3
0,3 < 0,33
Рычаг не будет находиться в равновесии, так как сумма моментов сил по часовой стрелке меньше суммы моментов сил против часовой стрелки. Рычаг начнёт вращаться против часовой стрелки.
С подпиской рекламы не будет
Подключите премиум подписку со скидкой в 40% за 149 ₽
Напишите свой комментарий.