Тест по физике 10 класс: момент силы

Что нужно знать

Момент силы — это физическая величина, характеризующая вращательное действие силы относительно точки или оси вращения. Момент силы равен произведению модуля силы на плечо силы: M = F · l, где M — момент силы (Н·м), F — сила (Н), l — плечо силы (м). Плечо силы — это кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы. Чем больше сила и её плечо, тем сильнее вращательное действие силы. Если линия действия силы проходит через ось вращения, плечо равно нулю, поэтому момент силы также равен нулю. Для равновесия тела, способного вращаться вокруг неподвижной оси, сумма моментов сил, вращающих тело по часовой стрелке, должна быть равна сумме моментов сил, вращающих его против часовой стрелки. Момент силы измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Например, дверь легче открыть, если приложить силу к ручке, расположенной далеко от петель, чем нажимать на неё рядом с петлями. Типичная ошибка учеников — путать плечо силы с расстоянием от точки приложения силы до оси вращения, не учитывая, что плечо измеряется перпендикулярно линии действия силы.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что характеризует момент силы?

    • Работу силы за единицу времени
    • Изменение массы тела под действием силы
    • Вращательное действие силы относительно точки или оси
    • Скорость движения тела
    Момент силы показывает, насколько сильно сила стремится повернуть тело относительно выбранной точки или оси.

  2. 2. В каких единицах СИ измеряется момент силы?

    • Джоуль (Дж)
    • Килограмм (кг)
    • Ньютон (Н)
    • Ньютон-метр (Н·м)
    Момент силы равен произведению силы, измеряемой в ньютонах, на плечо, измеряемое в метрах.

  3. 3. Что называют плечом силы?

    • Кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы
    • Длину тела, на которое действует сила
    • Расстояние от оси вращения до точки приложения силы вдоль направления силы
    • Расстояние от точки приложения силы до центра тяжести тела
    Плечо силы измеряется по перпендикуляру, проведённому от оси вращения к линии действия силы.

  4. 4. Почему дверь легче открыть, если приложить силу к ручке, а не рядом с петлями?

    • Потому что уменьшается масса двери
    • Потому что увеличивается плечо силы и момент силы
    • Потому что у ручки сила тяжести двери становится меньше
    • Потому что сила приложенная к ручке всегда больше
    При одинаковой силе увеличение плеча приводит к увеличению момента силы, поэтому дверь легче повернуть.

  5. 5. Как изменится момент силы, если силу увеличить в 2 раза, а плечо оставить прежним?

    • Увеличится в 4 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Увеличится в 2 раза
    • Не изменится
    Согласно формуле M = F · l, момент силы прямо пропорционален силе при неизменном плече.

  6. 6. Сила действует на тело относительно оси вращения. Линия действия силы проходит через ось. Чему равен момент этой силы?

    • Произведению силы на массу тела
    • Силе, умноженной на радиус тела
    • Максимальному значению
    • Нулю
    Если линия действия силы проходит через ось вращения, плечо равно нулю. Следовательно, M = F · 0 = 0.

  7. 7. На рычаг действует сила 10 Н с плечом 0,2 м. Чему равен момент силы?

    • 2 Н·м
    • 50 Н·м
    • 0,5 Н·м
    • 10,2 Н·м
    Используем формулу M = F · l. M = 10 · 0,2 = 2 Н·м.

  8. 8. Какой момент силы создаёт сила 20 Н, приложенная перпендикулярно рычагу на расстоянии 0,5 м от оси вращения?

    • 0,025 Н·м
    • 10 Н·м
    • 40 Н·м
    • 20 Н·м
    M = F · l = 20 · 0,5 = 10 Н·м.

  9. 9. Какое плечо силы необходимо, чтобы сила 15 Н создавала момент 6 Н·м?

    • 0,25 м
    • 2,5 м
    • 0,4 м
    • 90 м
    Из формулы M = F · l получаем l = M / F. l = 6 / 15 = 0,4 м.

  10. 10. На рычаг действует сила 8 Н с плечом 0,25 м. Чему равен момент этой силы?

    • 32 Н·м
    • 8,25 Н·м
    • 0,5 Н·м
    • 2 Н·м
    M = F · l = 8 · 0,25 = 2 Н·м.

  11. 11. На рычаг действуют две силы, вращающие его в противоположных направлениях. Первая сила равна 12 Н, её плечо — 0,3 м. Вторая сила равна 9 Н. Какое плечо должна иметь вторая сила для равновесия рычага?

    • 0,4 м
    • 0,3 м
    • 0,2 м
    • 0,6 м
    Для равновесия моменты сил должны быть равны: F1 · l1 = F2 · l2. 12 · 0,3 = 9 · l2, откуда l2 = 3,6 / 9 = 0,4 м.

  12. 12. Ключом длиной 0,25 м откручивают гайку, прикладывая перпендикулярную силу 40 Н. Какой момент силы действует относительно оси гайки?

    • 5 Н·м
    • 10 Н·м
    • 16 Н·м
    • 40 Н·м
    Плечо силы равно длине ключа, поскольку сила приложена перпендикулярно ему. M = F · l = 40 · 0,25 = 10 Н·м.
Тесты по физике 10 класс