Рычаг - задачи и примеры
Объясните действие весла как рычага
Пусть длина весла в k раз больше расстояния от его уключины до конца лопасти. Значение k больше единицы, обычно от полутора до двух.
Предположим, гребец тянет ручку весла вперёд, с некоторой силой f. Следовательно, сам он давит на лодку ровно с силой - f, то есть такой же по величине, но - назад.
Кроме того, на лодку действует сила со стороны весла, F, через уключину. Весло играет роль рычага; в соответствии с теорией рычага сила F превосходит силу f в k раз: F=kf. Таким образом, результирующая, действующая на лодку, равна R=F-f=f(k-1). Следовательно, R>0, то есть результирующая направлена вперёд.
Возможен другой подход, приводящий к тому же результату. Известно, что сумма всех внутренних сил равна 0, и, следовательно, величина результирующей совпадает с силой давления весла на воду. Согласно теории рычага, эта сила равна произведению f на отношение расстояния от уключины до руки к расстоянию от уключины до конца лопасти. Это отношение равно k-1; поэтому R =f(k-1).Рычаг находится в равновесии под действием двух сил, первая из которых 4 Н. Определите модуль второй силы, если плечо первой силы 15 см, а второй 10 см.
Дано:
F1 = 4 Н
L1 = 15 см
L2 = 10 см
Найти F2
Для рычага справедливо следующее соотношение:
F1*L1 = F2*L2
F2 = F1 * L1 / L2 = 4 Н * 15 см / 10 см = 6 Н
Ответ: 6 Н При равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 3 кН, на большее 1,5 кН. Длина меньшего плеча 50 см. Определите длину большего плеча.
Дано:
F2 = 3 кН = 3000 Н
L2 = 50 см = 0,5 м
F1 = 1,5 кН = 1500 Н
Решение:
По закону равновесия рычага:
\( F_{1} * L_{1} = F_{2} * L_{2} \) -> \( L_{1} = \frac{ F_{1} }{ F_{2} * L_{2} } \) = \( \frac{1500}{3000 * 0,5} \) = \( \frac{1500}{1500} \) = 1 м
Проверка:
1500 * 1 = 3000 * 0,5
1500 = 1500
Дано F1=3000 Н F2=1500 Н L1=50 см L2-
условие равновесия
F2*L2=F1*L1
L2=F1*L1/F2=0,5*2=1 м
Ответ L2=1 м Опишите, как с помощью рычага можно получить выигрыш в пути и приведите примеры такого использования рычага.
Рычаг для этого используют редко, его создают чаще для выигрыша в силе. Но иногда такое происходит, например нажимаем мы на клавиши фортепиано и она проходит путь ну пусть около 5см, а молоточек бьющий по струне гораздо больше, наверное см 20-50 не менее это зависит от того какую ноту нам нужно сыграть К рычагу приложены две силы - 100 H и 300 H. Плечо какой силы больше и во сколько раз, если рычаг находится в равновесии?
Плечо той силы которая равна 100Н, по правилу рычага F/|F2=L2/L1. Значит во сколько раз меньшая сила меньше большей, во столько раз большее плечо больше меньшего плеча то есть 300/100=3, в 3 раза.
Дано: Решение:
F1=300H F/|F2=L2/L1
F2=100H то есть L2/L1=300/100=3,
- Ответ: L2/L1=3
L2/L1-