ГДЗ по физике, 7 класс, Белага, номер 49.3: «золотое правило» механики
Физика: инженеры будущего: 7-й класс: углубленный уровень: учебник: в 2-х частях; 1-е издание — Белага В.В., Воронцова Н.И., Ломаченков И.А. и др.; под редакцией Панебратцева Ю.А.
Татьяна Белова, методист по физике Шпаргача обновлено 12 сентября 2026
Условие
Проверьте, выполняется ли «золотое правило» механики в условиях невесомости. Обоснуйте ответ.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
Чтобы проверить выполнение «золотого правила» механики в условиях невесомости, нужно вспомнить его суть и проанализировать работу сил в такой среде. Золотое правило гласит: во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз мы проигрываем в расстоянии. Это означает равенство работ приложенных сил.
Шаг 1. Формулировка золотого правила
«Золотое правило» механики устанавливает связь между силой и перемещением при использовании простых механизмов (рычагов, наклонных плоскостей и т.д.). Если к рычагу приложена сила F1, которая перемещает конец плеча на расстояние s1, а полезная нагрузка преодолевается силой F2 на расстоянии s2, то выполняется условие:
A1=A2 F1·s1=F2·s2где A1 — работа приложенной силы, A2 — работа против силы сопротивления.
Шаг 2. Анализ условий невесомости
В условиях невесомости вес тела равен нулю (P=0). Однако это не значит, что исчезают все силы. На тело по-прежнему действуют:
- Силы упругости (если используются пружины или деформируемые элементы);
- Силы трения (если есть контакт с поверхностью);
- Силы инерции (при ускоренном движении).
Если мы используем простой механизм (например, рычаг) для преодоления какой-либо силы сопротивления Fсопр (не связанной с весом), то закон сохранения энергии и понятие работы остаются справедливыми. Работа совершается только тогда, когда есть сила и перемещение вдоль её действия.
Шаг 3. Проверка выполнения правила
Рассмотрим пример использования рычага в невесомости для растяжения пружины. Пусть сила упругости пружины равна Fупр. Чтобы растянуть её на длину x, нужно совершить работу A=Fупр ·x (в среднем случае или через интеграл, но суть та же: энергия передается).
Если мы используем рычаг с плечами l1 и l2, где l1>l2, то выигрыш в силе составляет l1/l2. При этом конец длинного плеча должен пройти путь s1, а конец короткого — путь s2. Из геометрии рычага следует, что s1/s2=l1/l2.
Работа приложенной силы F1: A1=F1·s1. Работа против силы сопротивления F2: A2=F2·s2. Так как механизм идеален (без потерь на трение), то A1=A2. Следовательно, F1·s1=F2·s2.
Это равенство является математической записью «золотого правила». Оно основано на законе сохранения энергии, который универсален и не зависит от наличия гравитации.
Шаг 4. Обоснование ответа
«Золотое правило» механики выполняется в условиях невесомости.
Обоснование:
- Правило базируется на законе сохранения энергии, который справедлив в любой инерциальной системе отсчета, включая условия невесомости.
- Невесомость лишь устраняет силу тяжести как фактор сопротивления при вертикальном подъеме тел, но не отменяет другие виды сил (упругости, трения, инерции).
- При использовании простых механизмов для преодоления любых сил (кроме веса, если он не учитывается) соотношение работ Aприл =Aсопр сохраняется, что и означает выполнение золотого правила: выигрыш в силе компенсируется проигрышем в пути.
Да, «золотое правило» механики выполняется в условиях невесомости. Обоснование
а) Правило основано на законе сохранения энергии, который универсален.
б) В невесомости исчезает вес, но сохраняются другие силы (упругости, трения).
в) При работе простых механизмов произведение силы на путь (работа) остается неизменным: выигрыш в силе всегда сопровождается проигрышем в расстоянии.
Ученику важно понять, что невесомость не отменяет законы механики, связанные с энергией и работой. Золотое правило — это следствие закона сохранения энергии, а не специфическое свойство гравитационного поля. Поэтому оно работает везде, где есть простые механизмы и силы.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 49.3 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика: инженеры будущего: 7-й класс: углубленный уровень: учебник: в 2-х частях; 1-е издание», Белага В.В., Воронцова Н.И., Ломаченков И.А. и др.; под редакцией Панебратцева Ю.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 49.3?
Краткий ответ: Да, «золотое правило» механики выполняется в условиях невесомости. Обоснование: 1. Правило основано на законе сохранения энергии, который универсален. 2. В невесомости исчезает вес, но сохраняются другие силы (упругости, трения). 3. При работе простых механизмов произведение силы на путь (работа) остается неизменным: выигрыш в силе всегда сопровождается проигрышем в расстоянии.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика: инженеры будущего: 7-й класс: углубленный уровень: учебник: в 2-х частях; 1-е издание», Белага В.В., Воронцова Н.И., Ломаченков И.А. и др.; под редакцией Панебратцева Ю.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 49. «золотое правило» механики.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.