Дополнительные ссылки на ресурсы сети Интернет

Рычаг

Рычаг – твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной оси.

Рычаг первого рода

Проведем опыт с рычагом.

К штативу прикрепили рычаг, который может вращаться вокруг точки опоры, уравновесили этот рычаг и подвесили груз. К плечу l₁ подвесили груз массой 200 г, расстояние от оси до груза – 10 см, на плече действует сила 2 Н. К плечу l₂ подвесили груз массой 100 г, расстояние от оси до груза – 20 см, на плече действует сила 1 Н. Силу в 2 Н смогли уравновесить силой 1 Н, получив выигрыш в силе в два раза.

Переместив грузы на плечо l₁ на расстояние 5см от оси до груза, рычаг выйдет из равновесия, и, чтобы его уравновесить, необходимо груз на плечо l₂ переместить на расстояние 10 см от оси до груза.

Изменяя расстояния грузов до оси вращения рычага, но не меняя значения сил действующих на рычаг, можно прийти к выводу, что рычаг находится в равновесии, если отношение сил обратно пропорционально отношению плеч этих сил.

– правило равновесия рычага.

Это правило установил Архимед (рис. 3) в III веке до н. э.

Отсюда следует:

- записать.

Произведение силы на плечо называется моментом силы:

записать

– единица измерения момента силы в системе СИ.

Сила F₂ при оси О будет иметь момент, который будет вращать тело по часовой стрелке. Сила F₁ при оси О будет иметь момент, который будет вращать тело против часовой стрелки. Из этого мы получаем правило моментов сил . Для того чтобы рычаг был в равновесии, нужно, чтобы момент силы, действующей по часовой стрелке, был равен моменту действующей силы против часовой стрелки.

Рычаг второго рода

К рычагам относятся тела, которые имеют ось вращения на конце.

Изобразим на штативе рычаг второго рода, с осью О на конце. Сила F₂ имеет плечо l₂, сила подъема F₁, имеет плечо l1.

Для рассмотрения условия равновесия такого рычага также применяется правило моментов .

Блок

Блок – это разновидность рычага, представляет собой колесо с желобом, через желоб можно пропустить веревку, трос, канат или цепь.

Опыт с неподвижным блоком

Закрепим на штативе неподвижный блок, на одном конце веревки разместим грузик массой 100 г, пропустим веревку через блок и второй конец веревки закрепим к динамометру. Начнем поднимать груз, динамометр показывает силу 1 Н, сила тяжести, действующая на грузик, тоже 1 Н, но при этом мы можем менять направление силы, для этого и нужен неподвижный блок. Он не дает выигрыш в силе.

Опыт с подвижным блоком

Один конец веревки закреплен неподвижно, веревка продета через подвижный блок массой 50 г, к которому прикреплен груз массой 350 г. Далее веревка продета через неподвижный блок и прикреплена к динамометру. Сила, действующая на систему, – 4 Н. Потянув динамометр, мы увидим, что он показывает силу в 2 Н. Таким образом, подвижный блок позволяет получить выигрыш в силе в два раза.

Разберем, почему так происходит, и докажем, применяя правило моментов.

Ниже изображен неподвижный блок, с силами, действующими на него. Запишем правило момента сил конкретно для этого случая:

запишем

R – радиус блока

сокращаем равные радиусы и получаем:

запишем

В данном случае неподвижный блок изменяет только направление силы и выигрыша в силе не дает.

На схеме 2 изображен подвижный блок, запишем правило момента сил для этого блока.

запишем

сокращаем равные радиусы и получаем:

запишем

На основание правила моментов мы доказали, что подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

Если ты все выполнил, а самое главное все понял, то тогда проходи и по ссылке и отвечай на вопросы. https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSeZcEuF2gUswjiG8GrK0DmyJCCbzmMXpXFhXLSQjtYwfl3JVA/viewform?usp=sf_link

Домашнее задание

1. В чем заключается правило рычага? Кто его открыл?

2. Приведите примеры рычагов в теле человека.

Дополнительные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Naukamira.ru (Источник).

2. Files.school-collection.edu.ru (Источник).

3. Polnaja-jenciklopedija.ru (Источник).