Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 1500
Условие
Под действием веса груза mg и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. Вектор силы F перпендикулярен рычагу, а груз на плоскость не давит. Расстояния между точками приложения сил и точкой опоры, а также проекции этих расстояний на вертикальную и горизонтальную оси указаны на рисунке.
Если модуль силы F равен 240 Н, то каков модуль силы тяжести, действующей на груз? (Ответ дайте в ньютонах.)
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что плечо силы — кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы: для вертикальной силы тяжести груза плечом служит горизонтальная проекция, а не наклонный отрезок до точки подвеса.
- Запиши правило моментов относительно опоры: модуль силы F умножь на её плечо 5 м, силу тяжести груза — на плечо 0,8 м, а затем приравняй эти два произведения.
Решение
Одним из условий равновесия рычага является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно опоры рычага. Момент, создаваемый силой F, равен F · 5 м, и он вращает рычаг по часовой стрелке. Момент, создаваемый грузом относительно этой точки, — mg · 0,8 м, он вращает против часовой. Приравнивая моменты, получаем выражение для модуля силы тяжести:
mg = (F · 5 м)/(0,8 м) = (240 Н · 5 м)/(0,8 м) = 1500 Н.
Ответ: 1500.
Типичные ошибки
- Ученик приравнял моменты, взяв для силы тяжести то же плечо, что и для силы F, и получил, что сила тяжести равна самой силе F: он не учёл, что вертикальная сила тяжести имеет плечо, равное только горизонтальной проекции.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №4 по физике · Разбор темы №4 с нуля