Використовуючи різні пристосування, людина з незапам’ятних часів прагнула полегшити свою роботу, пов’язану з переміщенням і підйомом важких предметів. У фізиці пристосування для перетворення руху й сили називають механізмами. Більшість із них були винайдені ще до нашої ери. Ще давні єгиптяни використали важіль і похилу, щоб підняти важкі кам’яні блоки до вершини піраміди.
Пристрої, які дають змогу змінювати, як значення, так і напрямок дії сили називають простими механізмами. До простих механізміввідносять: важелі (плоскогубці, ножиці, кусачки, гойдалка, коромисло, терези, тачка), блоки, похилі площини.
Найпростіший важіль – це дерев’яний, або металевий стержень, який вільно обертається навколо нерухомої опори. Його призначення – змінювати значення і напрямок дії сили.
Найкоротшу відстань від осі важеля до лінії дії сили назвемо плечем сили. Важіль перебуває у рівновазі, якщо справджується така рівність:
Для характеристики обертальної дії сили введено фізичну величину момент сили.
Момент сили –фізична величина, яка дорівнює добутку сили, що діє на тіло, на плече цієї сили M=F·d
M-момент сили; F – значення сили; d– плече сили.
Одиниця моменту сили в СІ – ньютон-метр [H·м]
Важіль перебуває в рівновазі, якщо момент сили, яка обертає важіль проти ходу годинникової стрілки, дорівнює моменту сили, яка обертає важіль за ходом годинникової стрілки. М1=М2
Значення моменту сили
Момент сили – одна з основних величин, які вивчають у фізиці. Ця величина характеризує дію сили, показує, що вона залежить і від модуля сили, і від її плеча. Справді, ми вже знаємо, наприклад, що дія сили на двері залежить і від модуля сили, і від точки прикладання сили: двері тим легше повернути, чим далі від осі обертання прикладено силу, яка на них діє; гайку легше викрутити довгим гайковим ключем, ніж коротким і т. д.
Задача 1. Плечі важеля дорівнюють 25 см і 40 см. Менша із двох вертикальних сил, що діють на важіль, дорівнює 40Н. Чому дорівнює друга сила, якщо важіль перебуває в рівновазі?
|