ГДЗ по физике, 7 класс, Перышкин, номер 35.3: Давление. Единицы давления

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить определение рычага и проанализировать конструкцию двери с точки зрения физики. Рычаг — это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры (оси вращения). Под действием приложенных сил такое тело находится в равновесии или начинает вращаться. Нам нужно проверить, обладает ли дверь этими свойствами.

Вычисление и анализ:

Рассмотрим дверь как объект механики:

• Наличие оси вращения: Дверь закреплена на петлях. Петли играют роль оси вращения (точки опоры), вокруг которой происходит поворот.
• Твердое тело: Полотно двери является жестким телом, которое не деформируется существенно при обычных усилиях открывания.
• Действие силы: Когда мы толкаем дверь за ручку, к ней прикладывается сила F. Эта сила создает момент силы относительно оси вращения.
• Плечо силы: Расстояние от оси вращения (петель) до линии действия силы называется плечом силы d. Момент силы вычисляется по формуле M=F·d.

Таким образом, дверь полностью соответствует модели рычага первого рода (если рассматривать ось между точками приложения усилий) или просто рычагом, где есть точка опоры, приложенная сила и плечо. Чем дальше от петель мы прикладываем силу (больше плечо d), тем меньшая сила F требуется для создания того же момента силы M, необходимого для открытия двери.

Проверка и вывод:

Сравним свойства двери с определением рычага из учебника. У нас есть опора (петли), есть возможность вращения, есть приложенная сила и ее плечо. Все условия выполнены. Следовательно, дверь можно считать рычагом. Это объясняет, почему ручки ставят далеко от петель: чтобы увеличить плечо силы и облегчить работу по открытию двери.