Загрузка...

Физика

Предыдущая страница Физика Следующая страница

Учебник для 7 класса

§ 25.2. Рычаг и «золотое правило» механики

Из условия равновесия рычага видно, что небольшой силой, приложенной к большему плечу рычага, можно уравновесить значительно большую силу (см. рис. 25.2, в).

Поэтому, например, 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. Рассмотрим пример.

Решим задачу

Какой выигрыш в силе можно получить, используя рычаг так, как показано на рис. 25.3, а и б? Необходимые измерения произведите на рисунках.

Решение. В случае а точка опоры рычага — это точка, в которой доска упирается в землю, а в случае б — точка соприкосновения доски с бревном. В первом случае отношение плеч рычага равно 3, а во втором случае оно равно 4. Следовательно, поднимая девушку, юноша прикладывает силу, которая в 3 раза меньше веса девушки. А девушка поднимает юношу, прикладывая силу, которая в 4 раза меньше его веса.

Поднимаем груз с помощью рычага

Рис. 25.3. Поднимая груз с помощью рычага, мы выигрываем в силе во столько же раз, во сколько раз проигрываем в пути

Однако и при использовании рычага выигрыш в силе обязательно сопровождается таким же проигрышем в пути. Например, прикладывая силу к длинному плечу рычага, юноша поднимает его на расстояние, которое в 3 раза больше расстояния, на которое поднимается девушка (см. рис. 25.3, а).

Таким образом, «золотое правило» механики выполняется и для рычага.

На какое расстояние должна опустить левое плечо рычага девушка (см. рис. 25.3, б), чтобы поднять юношу на 5 см?

Можно ли с помощью рычага выиграть в пути? Можно: если прикладывать силу к короткому плечу рычага, то длинное его плечо пройдет больший путь, чем короткое. А кому и зачем нужен выигрыш в пути? Очень даже нужен: он, например, спасает жизнь зайцу, когда ему удается убежать от лисы.

Мы неслучайно привели в пример зайца и лису: лапы животных (и наши руки-ноги тоже) представляют собой системы рычагов, где мышцы прикреплены к более коротким плечам (к костям вблизи суставов). Благодаря этому получается большой выигрыш в пути: при малом сокращении мышцы конец лапы проходит большой путь. Вот почему животные могут быстро бегать.

Но выигрыш в пути сопровождается проигрышем в силе. Поэтому мышцы, приводящие в движение лапы животных и наши руки-ноги намного сильнее, чем можно подумать. Например, когда вы держите согнутой рукой на весу ведро воды, мышца, сгибающая руку в локтевом суставе (бицепс), тянет кость вблизи сустава с силой, которой можно поднять взрослого человека.

Загрузка...

Рейтинг@Mail.ru