Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 150
Условие
Под действием веса груза, равного mg, и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии, 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 тяжести равен 30 Н, то каков модуль силы F? (Ответ дайте в ньютонах.)
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что сила тяжести груза направлена вертикально, поэтому её плечом служит горизонтальная проекция расстояния до точки подвеса, а не наклонный отрезок, отмеченный на рисунке.
- Составь уравнение моментов относительно опоры: произведение силы тяжести на плечо 4 м равно произведению искомой силы F на плечо 0,8 м, а затем раздели обе части на 0,8 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 силы:
F = (mg · 4 м)/(0,8 м) = (30 Н · 4 м)/(0,8 м) = 150 Н.
Ответ: 150.
Типичные ошибки
- Ученик поделил силу тяжести на отношение плеч вместо умножения, то есть перепутал плечи: длинное плечо груза уравновешивается коротким плечом силы, поэтому искомая сила должна быть больше силы тяжести.
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