СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 4 № 613

Под действием силы тяжести mg груза и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. Вектор силы F перпендикулярен рычагу. Расстояния между точками приложения сил и точкой опоры, а также проекции этих расстояний на вертикальную и горизонтальную оси указаны на рисунке. Если модуль силы тяжести, действующей на груз, равен 1500 Н, то каков модуль силы F? (Ответ дайте в ньютонах.)

Решение.

Одним из условий равновесия рычага является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно опоры рычага. Момент, создаваемый силой F, равен и он вращает рычаг по часовой стрелке. Момент, создаваемый грузом относительно этой точки — он вращает против часовой. Приравнивая моменты, получаем выражение для модуля силы F, он равен

 

 

Ответ: 240.

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.3.1 Момент силы относительно оси вращения, 1.3.2 Условия равновесия твердого тела в ИСО
Спрятать решение · ·
Андрей Дронь 29.10.2016 11:53

Разве то, что сила тяжести направлена не перпендикулярно рычагу, не влияет на расстановку сил? Ведь mg находится под углом @, косинус которого можно найти из треугольника со сторонами 3, 4, 5. [email protected]=0,8. Момент силы против часовой стрелки равен m*g*[email protected]*0,8 м , а момент силы по часовой стрелке = F*5 м. Тогда F=m*g*[email protected]*0,8 м/5 м=192 Н. Пожалуйста разъясните.

Андрей Дронь 29.10.2016 12:11

Нашел у себя ошибку, плечо mg равно 1 м, и в итоге получаются те же 240 Н. Но вопрос насчет угла остаётся.

Антон

Момент силы равен произведению силы на плечо. Плечо силы равно кратчайшему расстоянию от оси вращения до прямой, вдоль которой действует сила.

В данной задаче для силы тяжести длина рычага 1 м, а плечо 0,8 м. Сила F перпендикулярна рычагу, поэтому плечо силы и длина рычага совпадают и равны 5 м.

 

Что касается угла, то плечо силы можно найти, умножив длину рычага на синус угла между силой и рычагом. В данной задаче угол не рассматривается, поскольку на рисунке дано кратчайшее расстояние от оси прямой.