☰ Содержание · Физика

Центр масс. Рычаг

Уроки 32–33 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев. Физика, 6 класс, 3-е переработанное издание. Издательство «Нисо Полиграф», Ташкент, 2017
33

Момент силы. Рычаг и условие его равновесия

Учебник, с. 87–89
ЦельЗнай момент силы M = F · l, рычаг и условие его равновесия.
Новые слова
рычаг · richagплечо силы · kuch yelkasiмомент силы · kuch momentiточка опоры · tayanch nuqta
Объяснение

Рычаг — это твёрдое тело (палка, доска), которое может поворачиваться вокруг точки опоры. Плечо l силы — это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы. Момент силы — это сила, умноженная на её плечо: M = F · l, в Н·м. Вращающее действие определяется моментом: чем длиннее плечо, тем меньшая сила нужна. Условие равновесия рычага: момент, вращающий по часовой стрелке, равен моменту, вращающему против часовой стрелки, F₁ · l₁ = F₂ · l₂, или F₁ : F₂ = l₂ : l₁. Значит, рычаг, дающий выигрыш в силе в несколько раз, во столько же раз проигрывает в расстоянии. Архимеду приписывают изречение: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Примеры рычагов: ножницы, плоскогубцы, тачка, весы, лом, лопата, дверная ручка. Дверь легче толкать вдали от петель, чем вблизи них, потому что плечо длиннее.

Примеры
С одной стороны сила 20 Н находится в 3 м от точки опоры; какая сила на расстоянии 2 м с другой стороны уравновесит её? F₂ = 20 · 3 : 2 = 30 Н.
Момент: M = F · l = 50 Н · 0.4 м = 20 Н·м.
Работа в классе

«Равновесие качелей»: положи линейку длиной 1 м на карандаш и найди равновесие с монетами на обоих плечах: одна монета далеко от точки опоры уравновешивает две монеты, расположенные ближе. Безопасность: не прыгай на настоящих качелях; проводи опыты только под присмотром взрослого.

Упражнения
1
Каковы формула и единица момента силы?
2
F₁ = 40 Н, l₁ = 3 м; l₂ = 6 м. Какая F₂ в Н даёт равновесие?
3
Чему равен момент в Н·м силы 150 Н на расстоянии 2 м от точки опоры?
4
Почему гаечным ключом с длинной рукояткой пользоваться легче?