Груз весом Р= 100Н надо уравновесить с помощью рычага силой F=20Н. Какой выйгрыш в силе нужно получить? К короткому или длинному плечу следует приложить силу F?

Чтобы уравновесить груз весом $P = 100 \, \text{Н}$ с помощью рычага, приложив силу $F = 20 \, \text{Н}$, необходимо рассчитать выигрыш в силе и определить, к какому плечу рычага следует приложить эту силу.

Выигрыш в силе

Выигрыш в силе определяется отношением силы, которую необходимо компенсировать, к приложенной силе:

Подставим значения:

Это означает, что рычаг должен обеспечить пятикратное увеличение силы.

Плечи рычага

Согласно правилу равновесия рычага:

где:

• $l_1$ — длина плеча, к которому приложена сила $F$,
• $l_2$ — длина плеча, на которое действует груз $P$.

Чтобы достичь выигрыш в силе в 5 раз, плечо, к которому прикладывается меньшая сила $F$, должно быть в 5 раз длиннее плеча, к которому прикладывается груз $P$:

К какому плечу приложить силу $F$?

Поскольку сила $F$ в 5 раз меньше груза $P$, её необходимо приложить к длинному плечу рычага. Это обеспечит достаточный выигрыш в силе для уравновешивания груза.

Итог

• Выигрыш в силе: $5$.
• Сила $F$: прикладывается к длинному плечу рычага.