Задача на рычаг с двумя грузами на концах, сила тяжести вызывает моменты, и нужно минимально приложить внешний力, чтобы система была в равновесии.
Условия:
- m1 = 1,44 кг на левом конце длины L1 = 5 см = 0,05 м
- m2 = 0,72 кг на правом конце длины L2 = 15 см = 0,15 м
- g = 10 м/с²
- Приложенная сила F действует перпендикулярно рычагу на левом конце (максимальный момент: F·L1)
- Моменты от веса:
- Торможение слева: τ1 = m1 g L1 = 1,44 · 10 · 0,05 = 0,72 Н·м
- Торможение справа: τ2 = m2 g L2 = 0,72 · 10 · 0,15 = 1,08 Н·м
Разность напряжённых моментов, требующая компенсации внешней силой: Δτ = τ2 − τ1 = 1,08 − 0,72 = 0,36 Н·м
- Внешняя сила: Чтобы балансировать рычаг, внешний момент F·L1 должен равняться этой разности: F · L1 = Δτ → F = Δτ / L1 = 0,36 / 0,05 = 7,2 Н
Ответ: минимальная сила, которую нужно приложить к системе в исходном положении, чтобы она находилась в равновесии, равна 7,20 Н (при предположении, что сила приложена перпендикулярно рычагу на левом конце).