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

К лёгкому рычагу ОА приложены силы, направления которых указаны на рисунке. Модуль силы, приложенной в точке В, указан на рисунке. Точка О $–$ ось вращения рычага. Какая сила должна быть приложена в точке А, чтобы рычаг находился в равновесии?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся условием равновесия рычага (правилом моментов). Рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил, вращающих его по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки относительно оси вращения.

Дано:
$F_{B} = 9 \text{ Н}$ — сила, приложенная в точке $B$ ;
$l_{OB} = 4 \text{ см} = 0,04 \text{ м}$ — плечо силы $F_{B}$ ;
$l_{BA} = 5 \text{ см} = 0,05 \text{ м}$ — расстояние между точками $B$ и $A$ .
Найти: $F_{A}$ — ?

Анализ и расчет:
1. Определим плечи сил относительно оси вращения (точки $O$ ).
Плечо силы $F_{B}$ — это кратчайшее расстояние от точки $O$ до линии действия силы. Из рисунка видно, что $L_{1} = l_{OB} = 4 \text{ см}$ .
Плечо силы $F_{A}$ — это расстояние от точки $O$ до точки $A$ . Так как точки лежат на одной прямой, плечо равно: $L_{2} = l_{OB} + l_{BA} = 4 \text{ см} + 5 \text{ см} = 9 \text{ см} = 0,09 \text{ м}$ .

2. Запишем правило моментов относительно точки $O$ :
$M_{1} = M_{2}$
$F_{B} \cdot L_{1} = F_{A} \cdot L_{2}$

Сила $F_{B}$ стремится повернуть рычаг по часовой стрелке, а сила $F_{A}$ — против часовой стрелки. Для равновесия их моменты должны быть равны по модулю.

3. Выразим искомую силу $F_{A}$ :
$F_{A} = \frac{F_{B} \cdot L_{1}}{L_{2}}$

4. Подставим числовые значения:
$F_{A} = \frac{9 \text{ Н} \cdot 4 \text{ см}}{9 \text{ см}} = 4 \text{ Н}$

(Заметим, что при вычислении отношения плеч единицы измерения «см» сокращаются, поэтому перевод в СИ в данной задаче не изменит результат, но важен для строгости оформления).

Ответ: 4 Н

Источник: ФИПИ