Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
Задание №7
№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
Задание №7
№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
Задание №7
№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
Задание №7
№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
Задание №7
№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность

Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F₁ = 6 Н. Чему равна сила F₂, если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F₁равно 15 см?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем условие и рисунок. На рисунке изображён рычаг с точкой опоры, расположенной между точками приложения сил $F_1$ и $F_2$ . Рычаг находится в равновесии.

Дано:
$F_1 = 6 \text{ Н}$
$L = 25 \text{ см} = 0,25 \text{ м}$ (полная длина рычага)
$l_1 = 15 \text{ см} = 0,15 \text{ м}$ (плечо силы $F_1$ )
$F_2 - ?$

Физические законы и вычисления:

1. Плечо силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы. Так как точка опоры находится между силами, полная длина рычага $L$ складывается из плеч обеих сил: $l_1$ и $l_2$ .
Следовательно, плечо силы $F_2$ равно:
$l_2 = L - l_1$
$l_2 = 25 \text{ см} - 15 \text{ см} = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$ .

2. Условие равновесия рычага (правило моментов) гласит: рычаг находится в равновесии, если произведение модуля силы на её плечо для одной силы равно произведению модуля силы на её плечо для другой силы:
$F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$

3. Выразим из этой формулы искомую силу $F_2$ :
$F_2 = \frac{F_1 \cdot l_1}{l_2}$

4. Подставим числовые значения в полученную формулу:
$F_2 = \frac{6 \text{ Н} \cdot 15 \text{ см}}{10 \text{ см}} = \frac{90}{10} \text{ Н} = 9 \text{ Н}$ .
(Заметим, что при вычислении отношения плеч единицы измерения длины сокращаются, поэтому перевод в СИ в данном случае не изменил бы результат).

Ответ: 9 Н

Источник: ФИПИ