2.1. Чертеж к задаче:
Представим рычаг в виде прямой линии. Обозначим точку опоры как O. Слева от точки O на расстоянии ( l_1 = 29 ) см находится груз массой ( m_1 = 222 ) г. Справа от точки O на расстоянии ( l_2 = 35 ) см находится груз массой ( m_2 ), которую нужно найти.
2.2. Перевод масс в силы:
Сила тяжести ( F ) рассчитывается по формуле ( F = mg ), где ( g ≈ 9.8 ) м/с² (ускорение свободного падения).
* ( F_1 = m_1 cdot g = 0.222 ext{ кг} cdot 9.8 ext{ м/с}^2 ≈ 2.1756 ) Н (перевели граммы в килограммы: ( 222 ext{ г} = 0.222 ext{ кг} )).
* ( F_2 = m_2 cdot g ), где ( m_2 ) нужно найти.
2.3. Расстановка сил и плеч сил:
* ( F_1 ) - сила тяжести первого груза, направлена вниз, плечо ( l_1 = 29 ) см.
* ( F_2 ) - сила тяжести второго груза, направлена вниз, плечо ( l_2 = 35 ) см.
2.4. Определение направления вращения:
* Сила ( F_1 ) вращает рычаг против часовой стрелки.
* Сила ( F_2 ) вращает рычаг по часовой стрелке.
2.5. Запись моментов сил:
* Момент силы ( F_1 ): ( M_1 = F_1 cdot l_1 = 2.1756 cdot 29 ) Н·см.
* Момент силы ( F_2 ): ( M_2 = F_2 cdot l_2 = m_2 cdot g cdot 35 ) Н·см.
2.6. Уравнение равновесия рычага и вычисление массы:
Для равновесия рычага необходимо, чтобы ( M_1 = M_2 ). Следовательно:
\[ F_1 cdot l_1 = F_2 cdot l_2 \]
\[ 2.1756 cdot 29 = m_2 cdot 9.8 cdot 35 \]
Выразим ( m_2 ) из уравнения равновесия:
\[ m_2 = \frac{2.1756 cdot 29}{9.8 cdot 35} = \frac{63.0924}{343} ≈ 0.1839 ext{ кг} \]
Переведем в граммы: ( 0.1839 ext{ кг} = 183.9 ext{ г} ).
Округлим до целых: ( m_2 ≈ 184 ) г.
Ответ: Чтобы рычаг был в равновесии, нужно подвесить груз массой примерно 184 г.