Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- ( F_1 = 30,N )
- ( F_2 = 42,N )
- Путь, пройденный точкой приложения силы ( F_2 ): ( s_2 = 95,cm )
Задача:
- Определить путь, пройденный точкой приложения силы ( F_1 ): ( s_1 )
Шаг 1: Определение условия балансировки сил
Поскольку рычаг уравновешен, то при равновесии выполняется условие:
[
F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2
]
где:
- ( l_1 ) — плечо силы ( F_1 ),
- ( l_2 ) — плечо силы ( F_2 ).
Шаг 2: Связь между путями и плечами рычага
При повороте рычага точки приложений сил перемещаются по дугам, и длины перемещений связаны с плечами и углом поворота.
Если рычаг поворачивается на угол ( \theta ), то:
- Путь точки приложения силы ( F_1 ): ( s_1 = l_1 \cdot \theta ),
- Путь точки приложения силы ( F_2 ): ( s_2 = l_2 \cdot \theta ).
Поскольку угол ( \theta ) одинаков для обеих точек, отношение пройденных путей равно отношению плеч:
[
\frac{s_1}{s_2} = \frac{l_1}{l_2}
]
Шаг 3: Вычисление отношения плеч
Из уравнения равновесия:
[
l_1 = \frac{F_2}{F_1} l_2
]
Следовательно,
[
\frac{s_1}{s_2} = \frac{l_1}{l_2} = \frac{F_2}{F_1} = \frac{42}{30} = \frac{7}{5}
]
Шаг 4: Определение искомого пути ( s_1 )
Подставляем ( s_2 = 95,cm ):
[
s_1 = s_2 \times \frac{7}{5} = 95 \times \frac{7}{5} = 95 \times 1.4 = 133,cm
]
Ответ:
[
\boxed{133}
]
Путь, прошедший точкой приложения силы ( F_1 ), равен 133 см.