Простые Механизмы — Задание Физика 8 Класс №00050629

Палочка висит неподвижно, и здесь работают сразу два условия равновесия. Первое — правило моментов: палочка не поворачивается вокруг точки подвеса. Второе — силы вверх и вниз уравновешены: палочка не поднимается и не опускается. Нить держит обе игрушки сразу, но массу второй мы пока не знаем. Найдём её из правила моментов.

Плечо первой игрушки $20\text{ см}$, второй — $30\text{ см}$. Силы тяжести игрушек пропорциональны их массам, поэтому правило рычага можно записать прямо через массы:

$$60\cdot 20 = m_2\cdot 30,\qquad m_2 = \dfrac{1200}{30} = 40\text{ г}.$$

Теперь силы. Нить тянет палочку вверх, игрушки — вниз своими весами. Палочка не движется, поэтому сила нити равна сумме весов. Общая масса игрушек $60 + 40 = 100\text{ г} = 0{,}1\text{ кг}$:

$$T = (m_1 + m_2)\cdot g = 0{,}1\cdot 10 = 1\text{ Н}.$$

Проверим себя моментами относительно другой точки — той, где висит первая игрушка. Её собственный момент там равен нулю. Нить на плече $20\text{ см} = 0{,}2\text{ м}$ даёт момент $1\cdot 0{,}2 = 0{,}2\text{ Н}\cdot\text{м}$. Вторая игрушка весит $0{,}04\cdot 10 = 0{,}4\text{ Н}$, её плечо $20 + 30 = 50\text{ см} = 0{,}5\text{ м}$, момент $0{,}4\cdot 0{,}5 = 0{,}2\text{ Н}\cdot\text{м}$ в другую сторону. Сошлось. Заметь, ось можно брать где угодно, лишь бы тело было в равновесии.