ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №11
З’ЯСУВАННЯ УМОВ РІВНОВАГИ ВАЖЕЛЯ
Мета: з’ясувати, за яких умов важіль перебуває в рівновазі
Обладнання: штатив; набір тягарців; динамометр; лінійка
Теоретичні відомості. Важіль перебуває в рівновазі, якщо : 1)F1/F2 =d2/d1; М1=М2,де:
F1;F2 – сили, що діють на плечі важеля;d1;d2-плечі важеля; М1;М2 – моменти сил, що
обертають важіль за та проти годинникової стрілки: М1=F1*d1; M2=F2*d2 ;
d1 d2 F2
Виконання роботи F1
№ F1, Н d1, м M1, Н*м F2, Н d2, м M2, Н*м F1/F2 d1/d2 M1/M2
1 4 0,03 0,12 5 0,024 0,12 0,8 0,8 1
2 1,6 0,1 0,4 0,4
3 3 0,12 1 0,36
Розрахунки: 1)М1=4Н*0,03м =0,12Н*м; М2=5Н*0,024м=0,12Н*м;
F1/F2= 4Н/5Н=0,8; d2/d1=0,024м/0,03м=0,8; М1/М2=0,12Н*м/0,12Н*м =1
2)
3)
Висновок:
Додаткове завдання:
1(1б). Чому дверну ручку кріплять подалі від петель?
2(3б). Використовуючи малюнок, обчисліть довжину плечей d1 та d2, якщо:
d = 2м; F1=7Н; F2 =3Н. Зробіть будьласка
Ответы
За результатами вимірювань можна зробити висновок, що важіль перебуває в рівновазі при умові, коли F1/F2 = d2/d1 і М1 = М2.
Щодо додаткових питань:
Дверну ручку кріплять подалі від петель, щоб забезпечити більшу силу при відкриванні дверей. Якщо ручка була б надто близько до петель, то потрібна була б більша сила для відкривання дверей, що може бути незручним для користувача.
За умови F1 = 7Н, F2 = 3Н і d = 2м можна визначити довжину плечей важеля d1 та d2 за формулою:
F1/F2 = d2/d1
7Н/3Н = d2/d1
d2 = (7Н/3Н) * d1
Також, за умовою М1 = М2, можна скласти наступну рівняння:
М1 = F1 * d1 = F2 * d2 = F2 * (7Н/3Н) * d1
Отже,
F1 * d1 = F2 * (7Н/3Н) * d1
d1 * (F1 - F2 * (7Н/3Н)) = 0
Так як d1 не може бути рівним нулю, то виключаємо з рівняння дужок і отримуємо:
d1 = F2 * (7Н/3Н) / F1 = (7Н/3Н) * (3Н/7Н) * 2м = 1,33м
Таким чином, довжина плеча d1 дорівнює 1,33 м, а довжина плеча d2 може бути визначена за формулою d2 = (7Н/3Н) * d1 = 3,11 м.