ID: 00014982
Дорожный рабочий хочет сдвинуть лежащий на земле тяжёлый камень. Для этого он подсовывает под камень конец стального лома и действует руками на его середину. Однако камень оказывается слишком тяжёлым и не сдвигается. Тогда рабочий, не смещая лом, начинает давить на другой конец лома, расположив руки дальше от точки опоры лома. Модуль и направление прикладываемой рабочим силы $\vec F$ при этом не изменяются. В результате камень начинает двигаться.
Как при второй попытке по сравнению с первой изменяются момент силы $\vec F$ относительно точки опоры лома и плечо силы, с которой камень действует на лом, относительно точки опоры лома? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
А) момент силы $\vec F$ относительно точки опоры Б) плечо силы, с которой камень действует на лом, относительно точки опоры
Источник: ФИПИ
Лом — это рычаг, точка опоры (там, где он упирается в землю под камнем) не сдвигается. Момент силы $M=F\cdot d$, где $d$ — плечо, то есть кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы. Сравним две попытки.
Сила $\vec F$ по модулю и направлению та же, но руки переместили дальше от точки опоры. Значит, плечо силы $\vec F$ стало больше, а вместе с ним и момент $M=F\cdot d$ увеличивается — цифра 1. Именно поэтому камень удалось сдвинуть.
Камень давит на тот же короткий конец лома, и точку опоры рабочий не смещал («не смещая лом»). Расположение камня и точки опоры не изменилось, поэтому плечо силы, с которой камень действует на лом, не изменяется — цифра 3.
А) момент силы $\vec F$ — 1; Б) плечо силы камня — 3.