Физика для вас

Для облегчения совершения механической работы издавна используются различные приспособления — простые механизмы.

 

Простые механизмы — это устройства, в которых работа совершается только за счет механической энергии. Простые механизмы (рычаг, наклонная плоскость, блок и др.) служат для преобразования силы, их применяют при совершении работы в тех случаях, когда надо действием одной силы уравновесить другую силу.

 

Рычаг

Рычагом называют имеющее неподвижную ось вращения твердое тело, на которое действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг этой оси. Различают рычаги первого и второго рода.

Рычагом первого рода называют рычаг, ось вращения О которого расположена между точками А и В приложения сил, а сами силы направлены в одну сторону (а). Это коромысло равноплечих весов, железнодорожный шлагбаум, ножницы и др.

 

Рычаг второго рода — рычаг, ось вращения О которого расположена по одну сторону от точек приложения сил, а сами силы направлены противоположно друг другу (рис. 2, б). Это гаечные ключи, щипцы для раскалывания орехов, двери и др.

 

Момент силы.

Плечо l – это наименьшее расстояние между точкой (осью) вращения и линией действия силы или перпендикуляр, опущенный на линию действия силы из точки опоры (вращения).

M=Fl,

где М – момент силы (Н·м); F – модуль силы (Н); l – плечо силы (м).

 

Если момент силы вращает (пытается вращать) тело по часовой стрелке, будем считать такой момент силы положительным; если вращает против часовой стрелки – отрицательным.

 

Правило моментов: сумма моментов, вращающих тело по часовой  стрелке равно сумме моментов, вращающих тело против часовой M₁ = M₂.

 

Условие равновесия рычага вытекает из правила моментов

Так как M1 = F₁l₁ и M₂ = F₂l₂, где l₁ и l₂ — плечи сил, действующих на рычаг, то                                    — условие равновесия рычага.

При равновесии рычага под действием двух сил модули этих сил обратно пропорциональны их плечам.

С помощью рычага можно получить выигрыш в силе, т.е. меньшей силой можно уравновесить большую силу.