Статика — Задание 4 ЕГЭ по физике №00042946

Что тут происходит: лёгкий рычаг (его собственный вес настолько мал, что его не учитываем) уравновешен двумя силами. В таблицу школьник записал обе силы и плечо первой силы, а плечо второй силы нужно найти. Плечо — это расстояние от оси вращения рычага до линии, вдоль которой действует сила.

Почему рычаг не крутится? Каждая сила старается повернуть его в свою сторону. «Поворачивающее действие» силы называют моментом силы: это сила, умноженная на её плечо. Рычаг в равновесии, когда моменты двух сил одинаковы — это правило моментов:

$$F_1 l_1=F_2 l_2$$

Из таблицы берём: $F_1=40$ Н, $l_1=0{,}6$ м, $F_2=120$ Н. Чтобы найти неизвестное плечо, разделим обе части равенства на $F_2$:

$$l_2=\dfrac{F_1 l_1}{F_2}$$

Подставляем числа из таблицы:

$$l_2=\dfrac{40\cdot0{,}6}{120}=\dfrac{24}{120}=0{,}2\ \text{м}$$

Проверим себя: сила $F_2$ в $\dfrac{120}{40}=3$ раза больше силы $F_1$, значит, её плечо должно быть в 3 раза короче: $0{,}6:3=0{,}2$ м. Большая сила — короткое плечо, как и положено рычагу.