3. Чему равен выигрыш в силе, который дает рычаг (см. рис)?

Анализ рисунка:

На рисунке слева: 2 груза по 1 Н на 2 делениях от оси. Суммарная сила = 2 Н. Плечо = 2 деления. Момент = 4 Н*дел.

На рисунке справа: 4 груза по 1 Н на 1 делении от оси. Суммарная сила = 4 Н. Плечо = 1 деление. Момент = 4 Н*дел.

Расчет выигрыша в силе:

Выигрыш в силе определяется тем, насколько меньше сила, которую мы прилагаем, по сравнению с весом груза. В данном случае, для подъема груза (который мы можем рассматривать как силу, действующую на рычаг), мы можем использовать меньшую силу, если плечо больше.

Рассмотрим пример, где на левой стороне действует сила F_л на плечо l_л, а на правой — F_п на l_п. Для равновесия F_л * l_л = F_п * l_п.

Если мы хотим поднять груз весом 4 Н (на правой стороне, где плечо 1 деление), нам нужна сила, которая создаст такой же момент. Например, на левой стороне, мы можем приложить меньшую силу на большее плечо.

Если мы приложим силу F слева на плечо 2 деления, чтобы уравновесить 4 Н на плече 1 деление:

F * 2 = 4 Н * 1

F = 4 Н / 2 = 2 Н.

Таким образом, мы прилагаем силу 2 Н, чтобы противодействовать силе 4 Н. Выигрыш в силе = 4 Н / 2 Н = 2 раза.

Ответ: Б. 2 раза