Формулы по физике 7 класс: рычаг

Рычаг — это простой механизм, представляющий собой твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Основные формулы темы описывают условие равновесия рычага, момент силы и правило рычага.

Формулы: рычаг

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Момент силы	M = F·l	M — момент силы, Н·м F — сила, действующая на рычаг перпендикулярно плечу, Н l — плечо силы — кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы, м
Правило равновесия рычага (закон рычага)	F₁·l₁ = F₂·l₂ F₁ = F₂·l₂/l₁ F₂ = F₁·l₁/l₂	F₁ — сила, действующая на первую сторону рычага, Н F₂ — сила, действующая на вторую сторону рычага, Н l₁ — плечо первой силы, м l₂ — плечо второй силы, м
Выигрыш в силе при использовании рычага	K = F₂/F₁ = l₁/l₂	K — выигрыш в силе F₁ — приложенная сила, Н F₂ — получаемая сила, Н l₁ — плечо приложенной силы, м l₂ — плечо получаемой силы, м

Когда какую формулу применять

Формулу M = F·l применяй, когда нужно вычислить момент силы. Чем больше сила или её плечо, тем больше момент силы.
Правило равновесия F₁·l₁ = F₂·l₂ используй, если рычаг находится в равновесии и нужно найти неизвестную силу или плечо.
Формулу выигрыша в силе применяй, чтобы определить, во сколько раз рычаг позволяет увеличить силу. Выигрыш в силе достигается за счёт проигрыша в расстоянии.
Перед вычислениями переводи плечи рычага из сантиметров и миллиметров в метры, а силы — в ньютоны.
Не путай плечо силы с длиной рычага: плечо — это перпендикулярное расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Пример решения задачи

Рычаг находится в равновесии. Короткое плечо рычага равно 20 см, длинное плечо — 80 см. К короткому плечу приложена сила 40 Н. Какую силу необходимо приложить к длинному плечу, чтобы рычаг находился в равновесии?

Дано:

l₁ = 20 см = 0,2 м

l₂ = 80 см = 0,8 м

F₁ = 40 Н

F₂ — ?

Решение:

По правилу равновесия рычага:

F₁·l₁ = F₂·l₂

Выразим неизвестную силу:

F₂ = F₁·l₁/l₂

Подставим значения:

F₂ = 40·0,2/0,8 = 10 Н

Ответ: 10 Н.