ВЫЯСНЕНИЕ УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА Цель работы: Проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рьгчаг находится

ВЫЯСНЕНИЕ УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ

РЫЧАГА

Цель работы: Проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рьгчаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.

Приборы и материалы: Рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка, динамометр (рис. 205).

Из учебника (§§56, 57) мы помним, что если силы, действующие на рычаг, обратно пропорциональны плечам этих сил, рычаг находится в равновесии.

F1 * 1, = F2 * 12

F1/F2 = l2/l1,

Произведение силы на ее плечо называется моментом силы.

М1 = М2

где М, — момент силы F1; М2 — момент силы F2;n
Пример выполнения работы:n
№ опыта - Сила F, на левой части рычага, Н - плечо 11, см - Сила F2 на левой части рычага, Н - плечо 12,см - Отношения сил и плеч:F1/F2 l2/l1n
1 2 12 1 24 2 2n
2 2 12 2 12 1 13 2 10 3 n
8 0,67 0,67

Опыт 1:

F1/F2 = 2Н/1Н = 2 l2/l1 = 24Н/12Н = 2n
М1 = F1 • l1 = 2Н * 12 см = 24Н см М2 = F2*12 = 1Н *24 см = 24Н см

Опыт 2:

М1 = М2

F1/F2 = 2Н/2Н = 1

l2/l1 = 12Н/12Н = 1

М1 = F1 • l1 = 2Н • 12 см = 24Н см М2 = F2*l2 = 2Н • 12 см = 24Н см

М1 = М2

Опыт 3:

F1/F2 = 2Н/ЗН = 0,67 12/1, = 8Н/12Н = 0,67n
М1 = F1 • 11 = 2Н • 12 см = 24Н см

М2 = F2*12 = ЗН*8см = 24Н см

м1 = м2

Если в ходе работы отношения плеч сил окажутся не совсем равны отношениям сил, не смущайтесь. Используемый вами рычаг очень точным прибором не назовешь, да и при измерениях плеч и сил может быть допущена некоторая ошибка. Так что если равенство у вас получится приблизительным этого достаточно для того, чтобы сделать правильный вывод.

Дополнительное задание:

Динамометр покажет значение силы F2 = 1 Н.

Силы, действующие на рычаг в этом случае, будут направлены следующим образом: Сила F1 (сила тяжести, действующая на грузики) будет направлена вертикально вниз, ее плечо 1, = 15 см.

Сила F2 (сила упругости пружины динамометра) будет направлена вертикально вверх; ее плечо 12= 15 см.

Соотношения сил и плеч в этом случае будет:

F1/F2 = ЗН/1Н = 3

l2/11 = 15 см/5 см = 3

т.е. для этого случая справедливо правило рычага:

F1/F2 = l2/l1

А также правило моментов:

М1 = М2n