|
|
|
Глава 1. Механические явления
§ 32. Правило равновесия рычагаКакие приспособления называют простыми механизмами? Каковы устройство и принцип действия рычажных весов? 1. Познакомимся более подробно с одним из наиболее распространённых простых механизмов — рычагом. Для того чтобы длинный стержень превратился в рычаг, он должен вращаться вокруг неподвижной опоры или оси. На рисунке 92 рычагом является лом, который вращается вокруг точки О. Когда на длинный конец лома действуют с силой
На рисунке 93 показано, как принцип действия рычага используется в работе тачки (см. рис. 89, б). Человек действует с силой
В обоих случаях использование рычага даёт выигрыш в силе. Можно ли подсчитать этот выигрыш? Существует ли какая-либо закономерность, позволяющая рассчитать силу, которую надо приложить, чтобы поднять груз с помощью рычага? Можно ли определить место приложения силы, например собственного мышечного усилия, необходимой для подъёма груза? 2. Чтобы ответить на эти вопросы, проделаем опыт. К который может вращаться на стержне относительно точки О, подвесим грузы разной массы (рис. 94). Грузы располагаются по разные стороны от точки О и действуют на рычаг с силами
Следовательно, при заданном значении сил F1 и F2 соотношение расстояний от точки вращения до места приложения сил (ОА и О В) будет строго определённым. Поскольку силы F1 и F2 равны в данном опыте силам тяжести, действующим на грузы массами 400 и 200 г соответственно (4 и 2 гири массой по 100 г каждая), то сила F1 в 2 раза больше силы F2. Как показывает опыт, расстояние ОВ оказывается в 2 раза больше расстояния ОА. Изменим условия опыта и прикрепим в точке А груз, в 3 раза больший, чем груз на другом конце рычага. Окажется, что для приведения рычага в равновесие меньший груз придётся сдвинуть на расстояние, в 3 раза большее, чем О А.
Чтобы найти плечо силы, надо опустить перпендикуляр из точки опоры на линию, вдоль которой действует сила. На рисунках 93 и 95 плечом силы
|
|
|