Рычаг: ребёнок поднимает тяжёлый камень

Груз 20 кг на конце длинного плеча поднимает камень в 50 кг, если опора близко к камню. С опорой посередине камень остаётся на месте.

2D Возраст 7+10 мин Рычаги и равновесиеУстойчивость
Рычаг: ребёнок поднимает тяжёлый камень
Загрузка симуляции…

Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.

Что показывает опыт

Рычаг даёт выигрыш в силе: чем длиннее плечо, на которое давим, и чем короче плечо у груза, тем меньшая сила нужна. За выигрыш в силе платим путём — длинное плечо надо опустить намного ниже, чем поднимется камень.

Как провести

  1. Нажмите «Запустить»: слева опора посередине, справа — близко к камню.
  2. Сравните, что происходит с камнем слева и справа.
  3. Сдвиньте опору слева ближе к камню и повторите.

Вопросы для обсуждения

  • Во сколько раз длинное плечо справа больше короткого?
  • Насколько опустился конец рычага и на сколько поднялся камень?

Объяснение

Условие равновесия рычага: F₁·l₁ = F₂·l₂ (моменты сил равны). Справа груз 20 кг · 178 см = 3560 перевешивает камень 50 кг · 50 см = 2500. Слева 20 кг · 128 см = 2560 меньше, чем 50 кг · 120 см = 6000, — камень остаётся на месте.

Повторите дома

Положите на ребро линейки пенал, а на конец линейки — ластик. Нажмите на другой конец: чем ближе опора к пеналу, тем легче его поднять.

Что изменить в редакторе

  • Поставьте опору ещё ближе к камню — хватит ли ребёнку 10 кг?
  • Поменяйте массу камня.