Момент сили. Правило мометів
Вітаю!
Проведіть дослід. Візьміть довгу лінійку та розмістіть її на опорі так, як показано на рисунку. Ближче до опори покладіть (або підвісьте) будь-який вантаж, а рукою натисніть на інший кінець лінійки (подалі від опори), — ви легко утримаєте вантаж. А тепер пересуньте вантаж далі від опори, а руку покладіть ближче до опори. Чому в цьому випадку ви змушені прикладати більше зусилля, адже вантаж залишився тим самим?
Уже давно відомо, що важке тіло підняти значно легше, якщо просунути під нього міцний стрижень — лом. У цьому випадку лом відіграватиме роль простого механізму — важеля.
Важіль — це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі — осі обертання.
Приклади використання важелів:
Визначимо, за якої умови важіль перебуває в рівновазі. Для цього використаємо лабораторний важіль. За допомогою дротяних гачків будемо підвішувати до важеля тягарці. Пересуваючи гачки, змінюватимемо плечі сил, що діють на важіль.
Плече сили — це найменша відстань від осі обертання важеля до лінії, уздовж якої сила діє на важіль.
Важіль перебуває в рівновазі, якщо:
Цю рівність називають умовою рівноваги важеля, або правилом важеля.
Для характеристики обертальної дії сили введено фізичну величину момент сили.
Якщо на тіло діє більше ніж дві сили, то умова рівноваги важеля формулюється так:
Важіль перебуває в рівновазі, якщо сума моментів сил, які обертають важіль проти ходу годинникової стрілки, дорівнює сумі моментів сил, які обертають важіль за ходом годинникової стрілки.
Це правило називають правилом моментів.
Приклад розв'язування задачі:
Розв'яжіть задачі:
481. До коротшого плеча важеля довжиною 20 см підвісили вантаж масою 2 кг. Який вантаж потрібно підвісити до довшого плеча довжиною 50 см, щоб важіль перебував у рівновазі?
Підказка
482. До кінців важеля, який знаходиться у рівновазі, підвішені вантажі 0.6 кг і 2.4 кг. Відстань від точки опори до точки підвісу більшого вантажу 0.18 м. Визначити довжину важеля.