PDF-версии: 
С какой минимальной силой можно удерживать ручку лебедки (см. рис.), чтобы груз массой m = 15 кг в поле тяжести Земли оставался неподвижным? Радиус лебедки R = 0,5 м, длина ручки l = 1 м. (Массами лебедки и ручки и силой трения пренебречь.) Ответ приведите в ньютонах.
Решение. Одним из условий равновесия стержня является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно центра вращения лебедки. Веревка, намотанная на лебедку, стремится повернуть ее по часовой стрелке. Вращающий момент со стороны веревки равен TR, где T — сила натяжения веревки. По второму закону Ньютона для груза в проекции на вертикальную ось 
Для того, чтобы предотвратить вращение лебедки, необходимо действовать на ручку с некоторой силой, при этом наиболее выгодно прикладывать силу в вертикальном направлении (так сила будет минимальной). Момент такой силы будет равен 
Приравнивая моменты, получаем, что для равновесия лебедки необходимо прикладывать силу:
Ответ: 75 Н.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 2 |