Сила, с которой рука человека сжимает клещи, равна 120Н. Расстояние от точки опоры до сжимаемого клещами гвоздя 1,5см, а от точки опоры до точки приложения силы 15 см. С какой силой действуют клещи на гвоздь? Сделайте схематический рисунок.

Для решения задачи применим принцип рычага, так как клещи действуют по принципу рычага первого рода. Рассмотрим силы и моменты, действующие на систему.

Исходные данные:

• Сила, с которой человек сжимает клещи: $F_1 = 120 \, \text{Н}$
• Расстояние от точки опоры до точки приложения силы $F_1$ (плечо силы): $l_1 = 15 \, \text{см} = 0,15 \, \text{м}$
• Расстояние от точки опоры до точки приложения силы на гвоздь (плечо силы, действующей на гвоздь): $l_2 = 1,5 \, \text{см} = 0,015 \, \text{м}$

Принцип рычага:

В случае рычага первого рода, момент силы относительно точки опоры для каждой силы равен произведению силы на расстояние от точки опоры. Для того чтобы система была в равновесии, моменты, создаваемые силами, должны быть равны:

где:

• $F_1$ — сила, с которой человек сжимает клещи (120 Н),
• $l_1$ — расстояние от точки опоры до точки приложения силы $F_1$ (0,15 м),
• $F_2$ — сила, с которой клещи действуют на гвоздь (неизвестна),
• $l_2$ — расстояние от точки опоры до точки приложения силы $F_2$ (0,015 м).

Решим относительно $F_2$:

Подставляем известные значения:

Таким образом, сила, с которой клещи действуют на гвоздь, равна $1200 \, \text{Н}$.

Схематический рисунок:

На схеме будет изображена точка опоры, два плеча рычага, сила $F_1$, которая приложена на одном плече, и сила $F_2$, действующая на гвоздь на другом плече.

1. Точка опоры будет в центре, обозначена буквой "О".
2. От точки опоры к точке приложения силы $F_1$ рисуем линию длиной 15 см (это плечо рычага).
3. Сила $F_1$ приложена перпендикулярно к этой линии.
4. От точки опоры к точке приложения силы на гвоздь рисуем вторую линию длиной 1,5 см (меньшее плечо).
5. Сила $F_2$ действует на гвоздь, также перпендикулярно.

Этот рисунок иллюстрирует принцип рычага, где силы уравновешивают друг друга через моменты.

Таким образом, клещи, действующие на гвоздь, создают силу в 1200 Н.