Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 30
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 150 Н, а груз на плоскость не давит, то каков модуль силы тяжести, действующей на груз? (Ответ дайте в ньютонах.)
Подсказки — как подойти к решению
- Сопоставь, какая сила вращает рычаг по часовой стрелке, а какая против неё: при равновесии моменты этих сил равны по модулю, поэтому знаки направлений в уравнении можно не учитывать.
- Запиши равенство моментов: сила F с плечом 0,8 м уравновешивает силу тяжести груза с плечом 4 м, значит искомый модуль равен произведению силы F на 0,8 м, делённому на 4 м.
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 · 0,8 м, и он вращает рычаг против часовой стрелки. Момент, создаваемый грузом относительно этой точки, — mg · 4 м, он вращает по часовой. Приравнивая моменты, получаем выражение для модуля тяжести:
mg = (F · 0,8 м)/(4 м) = (150 Н · 0,8 м)/(4 м) = 30 Н.
Ответ: 30.
Типичные ошибки
- Ученик умножил силу на длинное плечо вместо деления на него: короткое плечо требует большей силы, а длинное — меньшей, поэтому сила тяжести груза должна быть меньше модуля силы F, а не больше.
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