Выяснение условия равновесия рычага
Вопрос посетителя
Выяснение условия равновесия рычага
Ответ эксперта
Цель работы: проверка справедливости правила моментов.
Вспомним правило рычага, открытое еще великим греческим ученым Архимедом в III в. до н. э.: при использовании рычага выигрыш в силе определяется отношением плеч приложенных сил. Введя обозначения такие, как например, на рис. 2, это правило принимает вид формулы:
F2 /F1= l1/l2
Перепишем (1) в виде:
F1 l2
F1×l1 = F2×l2 (2)
Физическая величина, равная произведению силы на плечо называется моментом силы. Рычаг находится в равновесии только тогда, когда момент (или сумма моментов, если их несколько) силы, вращающий рычаг против часовой стрелки численно равен сумме моментов сил, вращающих его по часовой стрелке; т.е. тогда, когда:
М1 = М2 (3)
Это соотношение называется правилом моментов. Оно непосредственно следует из выражения (2).
Пример выполнения работы:
Подвесим на уравновешенный рычаг
два груза на расстоянии l1 = 18 см. Методом проб и ошибок подвесим три
таких же груза на расстоянии l1 = 12 см. Заполним таблицу:
l1, м F1, H L2, м F2, H M1, H×м M2, H×м
0,18 2 0,12 3 0,36 0,36
М1 = 2 Н×0,18 м = 0,36 Н/м; М2 = 3 Н×0,12 м = 0,36 Н/м.
Вывод: т.к. рычаг находится в равновесии, а М1 = М2, то правило моментов справедливо.
