1. Момент сили. Умова рівноваги важеля

2. Ще давні єгиптяни використали важіль і похилу, щоб
підняти важкі кам’яні блоки до вершини піраміди.

3. Важіль — це твердий стрижень, що може обертатися
навколо нерухомої опори.
Причому цей стрижень обертається навколо нерухомої
точки опори -віссю обертання.

4. Важіль — перший найпростіший механізм, яким людина користувалася протягом
десятків тисяч років.

5. Лінією дії сили назвемо пряму, що проходить через вектор сили. Найкоротшу
відстань від осі важеля до лінії дії сили назвемо плечем сили.

6. Вивчимо умови рівноваги важеля дослідним шляхом.


З боку вантажів на важіль будуть діяти сили
F1 й F2 ,
що дорівнюють вагам цих вантажів. Позначимо l1 й l2 плечі сил

F1
і

F2
, відповідно.
Поставивши кілька дослідів, ми
виявимо, що важіль перебуває в
рівновазі під дією двох сил, якщо:
1) прикладені до важеля сили намагаються обертати його в протилежних напрямках;
2) модулі прикладених до важеля сил обернено пропорційні плечам цих сил:
F1 l2
=
F2 l1

7. в 1687 році французький учений П. Вариньон
надав йому більш загальної форми,
скориставшись поняттям моменту сили.
Добуток модуля сили на її плече називають моментом сили.
M = Fl
де M — момент сили, F — сила, l — плече сили.

8. Доведемо, що важіль перебуває в рівновазі, якщо момент сили, що обертає його за
годинниковою стрілкою, дорівнює моменту сили, що обертає його проти
годинникової стрілки, тобто
M1 = M 2.
Перетворимо вираз
F1 l 2
=
F2 l1
так, щоб у кожній частині рівності стояли величини, що характеризують
тільки одну силу: її модуль і плече. Ми одержимо
F1l1 = F2l2 . Але F1l1 = M 1 — момент сили,
що намагається повернути важіль проти годинникової стрілки, а
F2 l 2 = M 2
— момент сили, що намагається повернути важіль за
годинниковою стрілкою.

9. Важіль перебуває в рівновазі, якщо сума моментів сил, що
обертають важіль в одному напрямку, дорівнює сумі моментів
сил, що обертають його в протилежному напрямку.
Умову рівноваги в такому виді називають правилом моментів.
Одиницею моменту сил є 1 H·м.
Якщо ми одержуємо виграш у силі, то ми обов’язково
програємо в переміщенні.
Можна одержати виграш не тільки в силі, але й у переміщенні
— прикладаючи силу до більш короткого плеча важеля.
Правда, виграш у переміщенні неодмінно супроводжується
програшем у силі.

10. Питання
1. Яке призначення простих механізмів?
2. Що таке лінія дії сили?
3. Як знайти плече сили?
4. Наведіть приклади використання умови рівноваги
важеля.
5. Як можна за допомогою важеля одержати виграш у
переміщенні?
6. Що характеризує момент сили?

11. Задачі
1. Запишіть правило моментів для випадків, зображених на рисунках.
2. Плечі важеля дорівнюють 25 см і 40 см. Менша із двох вертикальних сил, що діють
на важіль, дорівнює 40Н.
Чому дорівнює друга сила, якщо важіль перебуває в рівновазі?
3. До кінців важеля прикладені вертикальні сили 25Н і 15Н. Довге плече важеля
дорівнює 15см.
Яка довжина короткого плеча? Важіль перебуває в рівновазі.

12. Поміркуй
1. Чому ручку дверей розташовують ближче до краю?
2. Яке відношення довжин плечей важеля, що не дає ні виграшу, ні програшу в
силі?
У яких випадках є сенс застосовувати такий важіль?

13. Домашнє завдання-1
1. У-1: § 11 (п. 1, 2).
2. Сб-1:
рів1 — № 13.1, 13.2, 13.4, 13.7, 13.8.
рів2 — № 13.13, 13.14, 13.17, 13.19.
рів3 — № 13.25, 13.26, 13.32, 13.36.
Домашнє завдання-2
1. У-2: § 15.
2. Сб-2:
рів1 — № 13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5.
рів2 — № 13.6, 13.7, 13.8, 13.9, 13.10.
рів3 — № 13.11, 13.12, 13.13, 13.17, 13.18.

14. Джерела:
1. Усі уроки фізики. 8 клас./ Кирик Л. А.— Х.: Вид. група
«Основа», 2008.— 352 с.
2. Сайти: school.xvatit.com, humanities.edu.ru,
kraevedenie.chat.ru