Плечо силы
Перпендикулярное расстояние от оси до линии действия силы.
Рычаг. Равновесие сил на рычаге
Две равные и противоположные силы не всегда исключают вращение. Если их линии действия совпадают, они компенсируются. Если приложить их к разным концам карандаша вдоль разных параллельных линий, карандаш поворачивается. Поэтому при исследовании вращения учитывают не только величину и направление силы, но и её положение относительно оси.
Рычаг — твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной оси или точки опоры. В опыте деревянную планку закрепляют на оси, а грузы подвешивают по сторонам. Четыре одинаковых груза на одной стороне можно уравновесить двумя с другой, если последние находятся вдвое дальше от оси.
В принятой в учебнике классификации у рычага первого рода точки приложения сил расположены по разные стороны оси, у второго рода — по одну сторону. В рассматриваемом равновесии силы должны стремиться повернуть рычаг в противоположных направлениях.
Плечо силы — длина перпендикуляра от оси вращения до линии действия силы, то есть прямой, на которой лежит её вектор. Чтобы найти плечо, проводят эту прямую и опускают на неё перпендикуляр из оси. Плечо равно расстоянию до точки приложения только при соответствующем перпендикулярном направлении силы.
Условие равновесия рычага: силы обратно пропорциональны плечам, \(\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}\), или F₁l₁ = F₂l₂. Правило, связанное с работами Архимеда, действует для обоих рассмотренных родов рычага. Меньшую силу прикладывают на большем плече: 1000 Н на коротком плече можно уравновесить 500 Н на вдвое более длинном.
В другом примере для удержания автомобиля с силой тяжести около 6000 Н силой 300 Н требуется отношение плеч 6000/300 = 20. Плечо приложенного усилия должно быть в 20 раз больше плеча нагрузки. Превышение уравновешивающего момента приводит к повороту рычага.
Рычаг — твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной оси. Плечо силы — кратчайшее расстояние от оси до линии её действия. Равновесие двух противоположно вращающих сил: \(F_1l_1=F_2l_2\).
Что называют рычагом? Приведите примеры.
Рычаг — твёрдое тело, способное поворачиваться вокруг неподвижной оси или точки опоры. Примеры: коромысло весов, лом с опорой, каждая половина ножниц, дверное полотно на петлях. Существенны наличие опоры и моменты действующих сил.
Дайте определение плеча силы.
Плечо силы — длина перпендикуляра, проведённого от оси вращения до линии действия силы. Это кратчайшее расстояние до всей прямой, на которой лежит вектор силы, а не всегда расстояние до точки её приложения.
Составьте правило нахождения плеча силы.
Сформулируйте правило равновесия рычага.
Для двух противоположно вращающих сил \(F_1l_1=F_2l_2\), то есть \(\frac{F_1}{F_2}=\frac{l_2}{l_1}\). Большей силе соответствует меньшее плечо. Если собственный вес рычага создаёт момент, его тоже включают в баланс моментов; реакция оси обеспечивает баланс сил.
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
1 2 3Исследование в тексте
Пример в тексте
Обсуждаем вместе
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.