Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 1500
Условие
Под действием веса груза, равного mg, и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. 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 300 Н, а груз на плоскость не давит, то каков модуль силы тяжести, действующей на груз? (Ответ дайте в ньютонах.)
Подсказки — как подойти к решению
- Учти, что груз на плоскость не давит: значит, его вес полностью уравновешен рычагом, поэтому сила реакции плоскости в уравнение моментов не входит и лишних слагаемых не добавляет.
- Приравняй моменты относительно опоры: произведение силы F на её плечо 4 м равно произведению силы тяжести груза на плечо 0,8 м, откуда и найди искомый модуль.
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 · 4 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 тяжести:
mg = (F · 4 м)/(0,8 м) = (300 Н · 4 м)/(0,8 м) = 1500 Н.
Ответ: 1500.
Типичные ошибки
- Ученик перепутал плечи и поделил на большое плечо вместо умножения: момент создаёт сила, умноженная на своё плечо, поэтому при коротком плече груза его сила тяжести должна быть больше силы F, а не меньше.
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