Рычаг, блок и наклонная плоскость — 7 класс
Найдите плечо силы, уравновесьте рычаг и сравните механизмы по силе и работе.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Что называют плечом силы относительно оси вращения рычага?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы
Плечо силы измеряют по перпендикуляру от оси до линии, вдоль которой действует сила. Эта длина определяет, насколько эффективно сила поворачивает рычаг.
-
Горизонтальный рычаг уравновешен двумя вертикальными силами, которые поворачивают его в разные стороны. Одна сила 20 Н действует с плечом 15 см. Какова вторая сила, если её плечо 10 см? Массой рычага пренебрегаем.
Ответ и пояснение
Верный ответ: 30 Н
Моменты сил равны. У первой силы произведение силы и плеча равно 20 × 15 = 300 Н·см. Делим на 10 см и получаем 30 Н.
-
Силу прикладывают к краю рычага так, что её линия действия проходит через ось. Каков её момент относительно оси?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Равен нулю
Линия действия проходит через ось, поэтому плечо силы равно нулю. При нулевом плече сила не поворачивает рычаг вокруг оси.
-
Дверь толкают перпендикулярно её полотну с одинаковой силой. Где нужно нажать, чтобы момент силы относительно петель был больше?
Ответ и пояснение
Верный ответ: У края, противоположного петлям
При той же силе момент больше, когда её плечо больше. Самое большое плечо в этом случае получается у края, удалённого от петель.
-
Через один неподвижный блок перекинули лёгкую верёвку, чтобы равномерно поднять груз. Трением пренебрегаем. Что даёт такой блок?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Позволяет тянуть вниз с силой, равной весу груза
Один неподвижный блок меняет направление действия силы. В идеальном случае натяжение верёвки с обеих сторон одинаково, поэтому выигрыша в силе нет.
-
Груз можно равномерно поднять на одну и ту же высоту двумя способами: напрямую или с помощью идеального механизма. С механизмом постоянная сила в 3 раза меньше. Во сколько раз путь точки приложения силы отличается от пути при прямом подъёме?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Стал в 3 раза больше
Без потерь выигрыш в силе оплачивается проигрышем в пути. Чтобы работа осталась той же при силе втрое меньше, путь должен стать втрое больше.
-
При подъёме груза по наклонной плоскости затратили 300 Дж. Полезная работа подъёма равна 240 Дж. Каков КПД?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 80%
КПД равен отношению полезной работы к затраченной. Делим 240 на 300 и переводим в проценты: 0,8 = 80%.
-
Две гладкие наклонные плоскости поднимаются на одинаковую высоту, но одна из них длиннее. По какой при равномерном подъёме одинакового груза нужна меньшая сила вдоль плоскости?
Ответ и пояснение
Верный ответ: По более длинной
При отсутствии трения работа подъёма на ту же высоту одинакова. На длинной плоскости путь больше, поэтому для той же работы нужна меньшая сила.
Тест по простым механизмам для 7 класса начинается с рычага и заканчивается расчётом КПД наклонной плоскости. В заданиях нужно найти ось вращения, сравнить плечи сил и понять, что меняется при использовании неподвижного блока.
На черновике отметьте, где находится опора и в какую сторону каждая сила поворачивает рычаг. В задачах на КПД отдельно запишите полезную и затраченную работу. Их отношение покажет, какая доля затраченной работы была полезной.