§ 35. МОМЕНТ СИЛЫ. УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА
Рычаг - самый простой и не самый древний механизм, который использует человек. Ножницы, кусачки, лопата, дверь, весло, руль и ручка переключения передач в автомобиле - все они действуют по принципу рычага. Уже во время строительства египетских пирамид рычагами поднимали камни весом по десять тонн.
Рычаг. Правило рычага
Рычагом называют стержень, который может вращаться вокруг некоторой неподвижной оси. Ось О, перпендикулярная к плоскости рисунка 35.2. На правое плечо рычага длиной l 2 действует сила F 2 , а на левое плечо рычага длиной l 1 действует сила F 1 Длину плеч рычага l 1 и l 2 измеряют от оси вращения О до соответствующих линий действия силы F 1 и F 2 .
Пусть силы F 1 и F 2 такие, что рычаг не вращается. Опыты показывают, что в таком случае выполняется условие:
F 1 ∙ l 1 = F 2 ∙ l 2 . (35.1)
Перепишем это равенство по-другому:
F 1 /F 2 =l 2 /l 1 . (35.2)
Смысл выражения (35.2) такой: во сколько раз плечо l 2 дольше за плечо l 1 , во столько же раз величина силы F 1 больше величины силы F 2 Это утверждение называют правилом рычага, а отношение F 1 /F 2 - выигрышем в силе.
Получая выигрыш в силе, мы проигрываем в расстоянии, поскольку надо сильно опустить правое плечо, чтобы немного поднять левый конец плеча рычага.
Зато весла лодки закреплены в уключинах так, что мы тянем за короткое плечо рычага, прикладывая значительную силу, но зато получаем выигрыш в скорости на конце длинного плеча (рис. 35.3).
Если силы F 1 и F 2 равны по величине и направлению, то рычаг будет в равновесии при условии, что l 1 = l 2 , то есть ось вращения находится посередине. Конечно, никакого выигрыша в силе в этом случае мы не получим. Руль автомобиля устроено еще интереснее (рис. 35. 4).
Рис. 35.1. Инструмент
Рис. 35.2. Рычаг
Рис. 35.3. Весла дают выигрыш в скорости
Рис. 35.4. Сколько рычагов вы видите на этой фотографии?
Момент силы. Условие равновесия рычага
Плечом силы l называют кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы. В случае (рис. 35.5), когда линия действия силы F образует острый угол с гаечным ключом, плечо силы l меньше за плечо l 2 в случае (рис. 35.6), где сила действует перпендикулярно к ключу.
Рис. 35.5. Плечо l меньше
Произведение силы F на длину плеча l называют моментом силы и обозначают буквой М:
M = F ∙ l. (35.3)
Момент силы измеряется в Н-м. В случае (рис.35.6) гайку вращать легче, потому что момент силы, с которой мы действуем на ключ, больше.
Из соотношения (35.1) следует, что в случае, когда на рычаг действуют две силы (рис.35.2), условие отсутствия вращения рычага заключается в том, щомомент силы, которая пытается его вращать по часовой стрелке (F 2 ∙ l 2), должен равняться моменту силы, которая пытается вращать рычаг против часовой стрелки (F 1 ∙ l 1).
Если на рычаг действуют больше, чем две силы, правило равновесия рычага звучит так: рычаг не вращается вокруг неподвижной оси, если сумма моментов всех сил, вращающие тело по часовой стрелке, равна сумме моментов всех сил, вращающие его против часовой стрелки.
Если моменты сил уравновешены, рычаг вращается в ту сторону, куда его вращает больший по сумме момент.
Пример 35.1
К левому плечу рычага длиной 15 см подвесили груз массой 200 г. На каком расстоянии от оси вращения надо подвесить груз 150 г, чтобы рычаг находился в равновесии?
Рис. 35.6. Плечо l больше
Решение: Момент первого бремени (рис. 35.7) равна: M 1 = m 1 g ∙ l 1 .
Момент второго груза: М 2 = m 2 g ∙ l 2 .
Согласно правила равновесия рычага:
М 1 = М 2 , или m 1 ∙ l 1 = m 2 g ∙ l 2 .
Отсюда: l 2 = .
Вычисления: l 2 = = 20 см.
Ответ: длина правого плеча рычага в положении равновесия составляет 20 см.
Оборудование: легкий и достаточно прочный провод длиной примерно 15 см, скрепки, линейка, нить.
Ход работы. Наденьте на проволоку ниткову петлю. Примерно посередине проволоки туго затяните петлю. Затем проволоку подвесьте на нитке (прикрепив нить, скажем, настольной лампы). Установите равновесие проволоки, передвигая петлю.
Нагрузите рычаг с двух сторон от центра цепочками из разного количества скрепок и добейтесь равновесия (рис. 35.8). Измерьте длины плеч l 1 и l 2 с точностью до 0,1 см. Силу будем измерять в “скрепках”. Запишите результаты в таблицу.
Рис. 35.8. Исследование равновесия рычага
Сравните величины А и В. Сделайте вывод.
Интересно знать.
*Проблемы точного взвешивания.
Рычаг используют в весах, и от того, насколько точно совпадает длина плеч зависит точность взвешивания.
Современные аналитические весы могут взвешивать с точностью до одной десятимиллионной части грамма, то есть в 0,1 мкг (рис. 35.9). Причем есть две разновидности таких весов: одни для взвешивания легких грузов, другие - тяжелых. Первый вид вы можете увидеть в аптеке, ювелирной мастерской или химической лаборатории.
На весах для взвешивания крупных грузов можно взвешивать грузы весом до тонны, но они остаются при этом очень чувствительными. Если ступить на такую тяжесть, а затем выдохнуть воздух из легких, то она среагирует.
Ультрамикровесы измеряют массу с точностью до 5 ∙ 10 -11 г (пять стомільярдних долей грамма!)
При взвешивании на точных весах возникает много проблем:
а) Как не старайся, плечи коромысла все равно не равны.
б) Чаши весов хотя и мало, но различаются по массе.
в) Начиная с определенного порога точности, вес начинает реагировать на виштовхувальну силу воздуха, которая для тел обычных размеров очень мала.
г) При размещении весов в вакууме от этого недостатка можно избавиться, но при взвешивании очень маленьких масс начинают ощущаться удары молекул воздуха, которое полностью откачать невозможно никаким насосом.
Рис. 35.9. Современные аналитические весы
Два способа повысить точность нерівноплечних весов.
1. Метод тарирования. Зрівноважимо груз с помощью сыпучего вещества, например песка. Затем снимем груз и разновесками зрівноважимо песок. Очевидно, что масса гирь равна истинной массе груза.
2. Метод поочередного взвешивания. Взвешиваем груз на чаше весов, которая находится, например, на плече длиной l 1 . Пусть масса грузиков, которая приводит к уравновешивании весов, равен m 2 . Потом взвесим этот же груз в другой чаше, что находится на плече длиной l 2 . Получим несколько другую массу грузиков m 1 . Но в обоих случаях настоящая масса груза равна m. В обоих взвешиваниях выполнялось условие: m ∙ l 1 =m 2 ∙ l 2 и m ∙ l 2 = m 1 ∙ l 1 . Решая систему этих уравнений, получим: m = 
.
Тема для исследования
35.1. Сконструируйте весы, на которых можно взвесить песчинку и опишите проблемы, с которыми вы столкнулись при выполнении этого задания.
Подведем итоги
Плечом силы l называют кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.
Моментом силы называют произведение силы на плечо: М = F ∙ l.
Рычаг не вращается, если сумма моментов сил, которые вращают тело по часовой стрелке, равна сумме моментов всех сил, вращающие его против часовой стрелки.
Упражнение 35
1. В каком случае рычаг дает выигрыш в силе?
2. В каком случае легче закрутить гайку: рис. 35.5 или 35.6?
3. Почему дверная ручка максимально удаленная от оси вращения?
4. Почему согнутой в локте рукой можно поднять больший груз, чем вытянутой?
5. Длинный стержень легче удерживать в горизонтальном положении, держа его за середину, чем за конец. Почему?
6. Прикладывая силу 5 Н к плечу рычага длиной 80 см, мы хотим уравновесить силу 20 Н. Какой должна быть длина второго плеча?
7. Предположим, что силы (рис. 35.4) одинаковы по величине. Почему они не уравновешиваются?
8. Предмет можно уравновесить на весах так, чтобы со временем равновесие нарушилось само собой, без внешних воздействий?
9. Есть 9 монет, одна из них - фальшивая. Она тяжелее других. Предложите процедуру с помощью которой фальшивую монету можно однозначно обнаружить за минимальное количество взвешиваний. Гиря для взвешивания отсутствуют.
10. Почему груз, масса которого меньше порога чувствительности весов, не нарушает их равновесия?
11. Зачем точное взвешивание проводят в вакууме?
12. В каком случае точность взвешивания на рычажных весах не будет зависеть от действия силы Архимеда?
13. Как определяют длину плеча рычага?
14. Как вычисляют момент силы?
15. Сформулируйте правила равновесия рычага.
16. Что называют выигрышем в силе в случае рычага?
17. Почему гребец берется за короткое плечо рычага?
18. Сколько рычагов можно увидеть на рис. 35.4?
19. Которые весы называют аналитическими?
20. Объясните смысл формулы (35.2).
3 истории науки. До наших времен дошла история о том, как царь Сиракуз Гієрон приказал построить большой трипалубний корабль - триеру (рис.35.10). Но когда корабль был готов, оказалось, что его не удается сдвинуть с места даже усилиями всех жителей острова. Архимед придумал механизм, состоящий из рычагов и позволил спустить корабль на воду одному человеку. Об этом событии рассказал римский историк Витрувий.
Рычагом называют твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной точки.
Неподвижную точку называют точкой опоры.
Хорошо знакомый вам пример рычага - качели (рис. 25.1).
Когда двое на качелях уравновешивают друг друга? Начнем с наблюдений. Вы, конечно, замечали, что двое людей на качелях уравновешивают друг друга, если у них примерно одинаковый вес и они находятся примерно на одинаковом расстоянии от точки опоры (рис. 25.1, а).
Рис. 25.1. Условие равновесия качелей: а - люди равного веса уравновешивают друг друга, когда сидят на равных расстояниях от точки опоры; б - люди разного веса уравновешивают друг друга, когда более тяжелый сидит ближе к точке опоры
Если же эти двое сильно отличаются по весу, они уравновешивают друг друга только при условии, что более тяжелый сидит намного ближе к точке опоры (рис. 25.1, б).
Перейдем теперь от наблюдений к опытам: найдем на опыте условия равновесия рычага.
Поставим опыт
Опыт показывает, что грузы равного веса уравновешивают рычаг, если они подвешены на одинаковых расстояниях от точки опоры (рис. 25.2, а).
Если же грузы имеют различный вес, то рычаг находится в равновесии, когда более тяжелый груз находится во столько раз ближе к точке опоры, во сколько раз его вес больше, чем вес легкого груза (рис. 25.2, б, в).
Рис. 25.2. Опыты по нахождению условия равновесия рычага
Условие равновесия рычага. Расстояние от точки опоры до прямой, вдоль которой действует сила, называют плечом этой силы. Обозначим F 1 и F 2 силы, действующие на рычаг со стороны грузов (см. схемы в правой части рис. 25.2). Плечи этих сил обозначим соответственно l 1 и l 2 . Наши опыты показали, что рычаг находится в равновесии, если приложенные к рычагу силы F 1 и F 2 стремятся вращать его в противоположных направлениях, причем модули сил обратно пропорциональны плечам этих сил:
F 1 /F 2 = l 2 /l 1 .
Это условие равновесия рычага было установлено на опыте Архимедом в 3-м веке до н. э.
Условие равновесия рычага вы сможете изучить на опыте в лабораторной работе № 11.
Разделы: Физика
Тип урока: урок усвоения нового материала
Цели урока:
- Образовательные:
- знакомство с применением простых механизмов в природе и технике;
- формировать навыки анализа источников информации;
- установить экспериментально правило равновесия рычага;
- формировать умение учащихся проводить опыты (эксперименты) и делать из них выводы.
- Развивающие:
- развивать умения наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать, классифицировать, составление схем, формулирование выводов по изученному материалу;
- развивать познавательный интерес, самостоятельность мышления и интеллекта;
- развивать грамотную устную речь;
- развивать навыки практической работы.
- Воспитательные:
- нравственное воспитание: любовь к природе, чувство товарищеской взаимовыручки, этика групповой работы;
- воспитание культуры в организации учебного труда.
Основные понятия:
- механизмы
- рычаг
- плечо силы
- блок
- ворот
- наклонная плоскость
- клин
- винт
Оборудование: компьютер, презентация, раздаточный материал (рабочие карты), рычаг на штативе, набор грузов, лабораторный набор по теме «Механика, простые механизмы».
ХОД УРОКА
I. Организационный этап
1. Приветствие.
2. Определение отсутствующих.
3. Проверка готовности учащихся к уроку.
4. Проверка подготовленности классного помещения
к уроку.
5. Организация внимания.
II. Этап проверки домашнего задания
1. Выявление факта выполнения домашнего задания
всем классом.
2. Визуальная проверка заданий в рабочей тетради.
3. Выяснение причин невыполнения задания
отдельными учащимися.
4. Вопросы по домашнему заданию.
III. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала
«Я Землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры»
Архимед
Отгадайте загадки:
1. Два кольца, два конца, а посредине гвоздик. (Ножницы )
2. Две сестры качались – правды добивались, а когда добились, то остановились. (Весы )
3. Кланяется, кланяется – придет домой – растянется. (Топор )
4. Что за чудо-великан?
Тянет руку к облакам,
Занимается трудом:
Помогает строить дом. (Подъемный кран
)
– Посмотрите ещё раз внимательно на отгадки и назовите их одним словом. «Орудие, машина» в переводе с греческого означает «механизмы».
Механизм
– от греческого слова «????v?» –
орудие
, сооружение
.
Машина
– от латинского слова «machina»
– сооружение
.
– Оказывается обыкновенная палка – это
простейший механизм. Кто знает, как он
называется?
– Давайте вместе сформулируем тему урока: ….
– Откройте тетради, запишите число и тему урока:
«Простые механизмы. Условия равновесия рычага».
– Какую цель мы должны с вами поставить сегодня
на уроке …
IV. Этап усвоения новых знаний
«Я Землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры» – эти слова, которые являются эпиграфом нашего урока, Архимед сказал более 2000 лет назад. А люди до сих пор их помнят и передают из уст в уста. Почему? Прав ли был Архимед?
– Рычаги начали применяться людьми в глубокой
древности.
– Как вы думайте, для чего они нужны?
– Конечно, чтобы легче было работать.
– Первым человеком, применившим рычаг, был наш
далёкий доисторический предок, палкой
сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках
съедобных корней или прятавшихся под корнями
мелких животных. Да-да, ведь обыкновенная палка,
имеющая точку опоры, вокруг которой её можно
поворачивать, – это и есть самый настоящий рычаг.
Есть много свидетельств, что в древних странах –
Вавилоне, Египте, Греции – строители широко
использовали рычаги при подъёме и перевозке
статуй, колонн и огромных камней. В то время они
не догадывались о законе рычага, но уже хорошо
знали, что рычаг в умелых руках превращает
тяжелый груз в лёгкий.
Рычаг
– является составной частью
почти каждой современной машины, станка,
механизма. Экскаватор роет канаву – его железная
«рука» с ковшом действует как рычаг. Шофёр меняет
скорость автомобиля с помощью рычага
переключения скоростей. Аптекарь развешивает
порошки на аптекарских очень точных весах,
главная деталь этих весов – рычаг.
Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках
тоже становится рычагом. Всевозможные коромысла,
рукоятки и вороты всё это рычаги.
– Давайте познакомимся с простыми механизмами.
Класс разделен на шесть экспериментальных групп:
1-я изучает наклонную плоскость.
2-я изучает рычаг.
3-я изучает блок.
4-я изучает ворот.
5-я изучает клин.
6-я изучает винт.
Работа проводится по описанию, предложенному каждой группе в рабочей карте. (Приложение 1 )
По ответам учащихся составляем схему. (Приложение 2 )
– С какими механизмами вы познакомились …
– Для чего же служат простые механизмы? …
Рычаг
– твёрдое тело, способное
вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике
роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.
Рычаг имеет точку опоры и плечо. Плечо
–
это кратчайшее расстояние от точки опоры до
линии действия силы (т.е. перпендикуляр,
опущенный из точки опоры на линию действия силы).
Обычно силами, приложенными к рычагу можно
считать вес тел. Одну из сил мы будем называть
силой сопротивления, другую – движущей силой.
На рисунке (Приложение 4
)
вы видите равноплечий рычаг, который
используется для уравновешивания сил. Примером
такого применения рычага могут служить весы. Как
вы думаете, что произойдёт, если одна из сил
увеличится в 2 раза?
Правильно, весы выйдут из равновесия
(показываю на обычных весах).
Как вы считаете, есть ли способ уравновесить
большую силу меньшей?
Ребята, предлагаю вам в ходе мини-эксперимента вывести условие равновесия рычага.
Эксперимент
На столах стоят лабораторные рычаги. Давайте
вместе с вами выясним, когда рычаг будет
находиться в равновесии.
Для этого повесьте на крючок с правой стороны на
расстоянии 15 см от оси один груз.
- Уравновесьте рычаг одним грузом. Измерьте левое плечо.
- Уравновесьте рычаг, но уже двумя грузами. Измерьте левое плечо.
- Уравновесьте рычаг, но уже тремя грузами. Измерьте левое плечо.
- Уравновесьте рычаг, но уже четырьмя грузами. Измерьте левое плечо.
– Какие выводы можно сделать:
- Где сила больше, там плечо меньше.
- Во сколько раз сила увеличилась, во столько раз плечо уменьшилось,
– Давайте сформулируем правило равновесия рычага:
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
– А сейчас попробуйте записать это правило математически, т. е. формулу:
F 1 l 1 = F 2 l 2 => F 1 / F 2 = l 2 /l 1
Правило равновесия рычага было установлено
Архимедом.
Из этого правила следует
, что меньшей силой
можно уравновесить при помощи рычага большую
силу.
Релаксация: Закройте глаза и прикройте их ладонями. Представьте лист белой бумаги и попытайтесь мысленно написать на нем свое имя, фамилию. В конце записи поставьте точку. Теперь забудьте о буквах и вспоминайте только точку. Она должна казаться вам двигающейся из стороны в сторону медленными и легкими покачиваниями. Вы расслабились… уберите ладони, откройте глаза, мы с вами возвращаемся в реальный мир полные сил и энергии.
V. Этап закрепления новых знаний
1. Продолжите фразу …
- Рычаг – это… твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры
- Рычаг находится в равновесии, если…силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
- Плечо силы – это… кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы).
- Сила измеряется в …
- Плечо силы измеряется в …
- К простым механизмам относятся… рычаг и его разновидности: – клин, винт; наклонная плоскость и ее разновидности: клин, винт.
- Простые механизмы нужны для…того, чтобы получить выигрыш в силе
2. Заполнить таблицу (самостоятельно):
Найдите в устройствах простые механизмы
| № п/п | Название устройств | Простые механизмы |
| 1 | ножницы | |
| 2 | мясорубка | |
| 3 | пила | |
| 4 | лестница | |
| 5 | болт | |
| 6 | плоскогубцы, | |
| 7 | весы | |
| 8 | топор | |
| 9 | домкрат | |
| 10 | механическая дрель | |
| 11 | ручка швейной машины, педаль или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино | |
| 12 | зубило, нож, гвоздь, игла. |
ВЗАИМОКОНТРОЛЬ
Перенесите оценку после взаимоконтроля в карту самооценки.
Прав ли был Архимед?
Архимед был уверен, что не существует такого
тяжёлого груза, который бы не поднять человеку –
надо только воспользоваться рычагом.
И всё же Архимед преувеличил возможности
человека
. Если бы Архимед знал, как огромна
масса Земного шара, то он, вероятно, воздержался
бы от приписываемого ему легендой восклицания:
«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!». Ведь
для перемещения земли всего на 1 см руке Архимеда
пришлось бы проделать путь в 10 18 км.
Оказывается, чтобы сдвинуть Землю на миллиметр
длинное плечо рычага должно быть больше
короткого в 100 000 000 000 трл. раз! Конец этого плеча
проделал бы путь в 1 000 000 трл. километров
(примерно). А на такую дорогу человеку
понадобилось бы много миллионов лет!.. Но это тема
другого урока.
VI. Этап информации учащимся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению
1. Подведение итогов: что нового узнали на уроке, как работал класс, кто из учащихся работал особенно старательно (оценки).
2. Домашнее задание
Всем: § 55-56
Желающим: составить кроссворд по теме «Простые
механизмы у меня дома»
Индивидуально: подготовить сообщения или
презентацию «Рычаги в живой природе», «Сила
наших рук».
– Занятие закончено! До свидания, всего Вам доброго!
§ 03-и. Правило равновесия рычага
Ещё до Нашей Эры люди начали применять рычаги в строительном деле. Например, на рисунке вы видите использование рычага для подъёма тяжестей при постройке пирамид в Египте.
Рычагом называют твёрдое тело, которое может вращаться вокруг некоторой оси. Рычаг – это не обязательно длинный и тонкий предмет. Например, рычагом является любое колесо, так как оно может вращаться вокруг оси.
Введём два определения. Линией действия силы назовём прямую, проходящую через вектор силы. Плечом силы назовём кратчайшее расстояние от оси рычага до линии действия силы . Из геометрии вы знаете, что кратчайшее расстояние от точки до прямой – это расстояние по перпендикуляру к прямой.
Проиллюстрируем эти определения. На рисунке слева рычагом является педаль . Ось её вращения проходит через точку О . К педали приложены две силы: F 1 – сила, с которой нога давит на педаль, и F 2 – сила упругости натянутого троса, прикреплённого к педали. Проведя через вектор F 1 линию действия силы (изображена пунктиром), и, построив к ней перпендикуляр из т.О , мы получим отрезок ОА – плечо силы F 1
С силой F 2 дело обстоит проще: линию её действия можно не проводить, так как её вектор расположен более удачно. Построив из т. О перпендикуляр на линию действия силы F 2 , получим отрезок ОВ – плечо силы F 2 .
При помощи рычага можно маленькой силой уравновесить большую силу . Рассмотрим, например, подъём ведра из колодца (см. рис. в § 5-б). Рычагом является колодезный ворот – бревно с прикреплённой к нему изогнутой ручкой . Ось вращения ворота проходит сквозь бревно. Меньшей силой служит сила руки человека, а большей силой – сила, с которой цепь тянет вниз.
Справа показана схема ворота. Вы видите, что плечом большей силы является отрезок OB , а плечом меньшей силы – отрезок OA . Видно, что OA > OB . Другими словами, плечо меньшей силы больше плеча большей силы . Такая закономерность справедлива не только для ворота, но и для любого другого рычага.
Опыты свидетельствуют, что при равновесии рычага плечо меньшей силы во столько раз больше плеча большей, во сколько раз большая сила больше меньшей:
Рассмотрим теперь вторую разновидность рычага – блоки . Они бывают подвижными и неподвижными (см. рис.).
Рычагом называют твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной точки. Неподвижную точку называют точкой опоры . Расстояние от точки опоры до линии действия силы называют плечом этой силы.
Условие равновесия рычага : рычаг находится в равновесии, если приложенные к рычагу силы F 1 и F 2 стремятся вращать его в противоположных направлениях, причем модули сил обратно пропорциональны плечам этих сил: F 1 /F 2 = l 2 /l 1 Это правило было установлено Архимедом. По легенде он воскликнул: Дайте мне точку опоры и я подниму Землю .
Для рычага выполняется «золотое правило» механики (если можно пренебречь трением и массой рычага).
Прикладывая к длинному рычагу некоторую силу, можно другим концом рычага поднимать груз, вес которого намного превышает эту силу. Это означает, что, используя рычаг, можно получить выигрыш в силе. При использовании рычага выигрыш в силе обязательно сопровождается таким же проигрышем в пути.
Все типы рычагов:
Момент силы. Правило моментов
Произведение модуля силы на ее плечо называют моментом силы . M = Fl , где М - момент силы, F - сила, l - плечо силы.
Правило моментов : рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил, стремящихся вращать рычаг в одном направлении, равна сумме моментов сил, стремящихся вращать его в противоположном направлении. Это правило справедливо для любого твердого тела, способного вращаться вокруг закрепленной оси.
Момент силы характеризует вращающее действие силы . Это действие зависит как от силы, так и от ее плеча. Именно поэтому, например, желая открыть дверь, стараются приложить силу как можно дальше от оси вращения. С помощью небольшой силы при этом создают значительный момент, и дверь открывается. Открыть ее, оказывая давление около петель, значительно труднее. По той же причине гайку легче отворачивать более длинным гаечным ключом, шуруп легче вывернуть с помощью отвертки с более широкой ручкой и т. д.
Единицей момента силы в СИ является ньютон-метр (1 Н*м). Это момент силы 1 Н, имеющей плечо 1 м.