Для решения этой задачи нам необходимо воспользоваться принципом равновесия моментов сил.
Пусть ( m_1 ) - масса груза, а ( l_1 ) и ( l_2 ) - длины плеч левой и правой чаш весов соответственно.
Когда груз лежит на левой чашке с гирей массой ( m = 2 ) кг на правой, уравновешивающие моменты сил будут равны:
( m_1 \cdot l_1 = 2 \cdot l_2 )
Когда груз лежит на правой чашке с гирей массой ( m_2 = 0,5 ) кг на левой, уравновешивающие моменты сил будут равны:
( m_1 \cdot l_2 = 0,5 \cdot l_1 )
Теперь можем решить систему уравнений:
( m_1 \cdot l_1 = 2 \cdot l_2 ) - (1)
( m_1 \cdot l_2 = 0,5 \cdot l_1 ) - (2)
Делим уравнение (1) на уравнение (2):
( \frac{m_1 \cdot l_1}{m_1 \cdot l_2} = \frac{2 \cdot l_2}{0,5 \cdot l_1} )
( \frac{l_1}{l_2} = \frac{4}{1} )
Следовательно, одно плечо весов длиннее другого в 4 раза.
Чтобы найти массу груза, нужно подставить значение ( l_1 = 4l_2 ) в любое из уравнений и решить его.
Например, подставим ( l_1 = 4l_2 ) в уравнение (1):
( m_1 \cdot 4l_2 = 2 \cdot l_2 )
( m_1 = \frac{2 \cdot l_2}{4l_2} )
( m_1 = 0,5 ) кг
Таким образом, масса груза ( m_1 = 0,5 ) кг, а одно плечо весов длиннее другого в 4 раза.