Конспект на тему рычаг. равновесие сил на рычага. 24 б

Используя палку, и прикладывая к ней силу, меньшую, чем вес камня, мы получаем силу в несколько раз больше приложенной. Таким образом, мы используем простой механизм. В данном случае – рычаг.

Рычаг – это твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Чем он характеризуется?

Точка опоры. Это единственная неподвижная точка на рычаге. Ось, которая проходит через точку опоры, называется осью вращения.Точка приложения сил.Плечи сил.

Плечо силы – это перпендикуляр, проведённый из точки опоры на линию действия силы.

Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

1) Дано:
m = 300г
рж = 1000 кг/м^3
V = 0, 5 л

СИ:
m = 0, 3 кг
V = 0, 0005 м^3

Решение:
Fa = рж *g * Vт
Fа = 1000 * 10 * 0, 0005 = 5 Н
Fт = m*g
Fт = 0, 3 * 10 = 3 Н
3 Н (Fт) < 5 H (Fa)

т.к. выталкивающая сила больше силы тяжести, соответственно, тело всплывает на поверхность.

2) Дано:
V = 0, 04 м^3
рж = 1000 кг/м^3

Найти: Fвыт.

Решение: 
Fвыт. = Vт * рж * g
Fвыт. = 0, 04 * 1000 * 10 = 400 Н

т.к. тело на половину погружено в жидкость, выталкивающая сила действует лишь на половину от всего объема тела, соответственно, выталкивающая сила равна 200 Н

3) Дано:
V = 2 дм^3
Fa = 18 Н

Найти: плотность жидкости

СИ:
V = 0, 002 м^3

Решение:
Fа = Vт * g * рж
рж = Fa : Vт * g
рж = 18 : 0, 002 * 10 = 900 кг/м^3 

это плотность машинного масла.

1) выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного под воду тела Fa=p(ж)Vтпв g, где p(ж) - потность жидкости,Vтпв - объем тела под водой, g = 10 Н/кг, Vтпв= 0,04м3 х 3/4= 0,03 м3,

Fa=1000 кг/м3 х 0,03 м3 х 10 Н/кг = 300 Н

2) Чтобы вытащить из воды ведро, необходимо приложить силу, равную равнодействующей сил тяжести и архимедовой, так как эти силы направлены в противоположные стороны. F= Fтяж-Fa; Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела (берем весь объем, потому что все тело погружено под воду), g = 10 Н/кг

F= Fтяж-Fa=15кг х 10Н/кг - 1000кг/м3 х 0,01м3 х 10Н/кг= 150Н-100Н=50Н

3) Плавать может тело лишь в том случае, если архимедова сила и сила тяжести равны, если cила тяжести больше архимедовой силы, то тело утонет, если меньше, то всплывет. Сравним эти две силы.

Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженного в жидкость тела; зная массу вытесненной жидкости, легко вычислить ее вес : Fa=Р(ж)=m(ж) g, где

 Р(ж) - вес жидкости, m(ж)- масса жидкости, g = 10Н/кг

Fтяж=3кг х10Н/кг = 30Н; Fa=2,5 кг х 10Н/кг=25Н,

сила тяжести больше архимедовой силы, следовательно тело утонет

4) Найдем грузоподъемность плота( Ргруза - вес груза, который может выдкржать плот и не утонуть) грузоподъмность равна разности архимедовой силы и силы тяжести плота Ргруза= Fa- Fтяж; Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; m=p(т)Vт, где p(т) - плотность тела ( сосна сухая =400 кг/м3), Vт - объем тела ;Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела , g = 10 Н/кг; Vт=2м х 0,2м х 0,1м х 10 брусьев=0,4 м3

Fтяж=p(т)Vтg= 400 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг = 1600 Н

Fa=1000 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг= 4000 Н

Ргруза=4000 Н- 1600 Н=2400Н,

по весу груза, который может выдержать плот вычислим массу этого груза  m(груза)=Ргруза : g= 2400 Н : 10Н/кг=240 кг - может перевезти плот за один раз, следовательно 800 кг можно перевезти лишь в несколько этапов.