Жестяную полоску уравновесили на острие карандаша. Нарушится ли равновесие, если согнуть один конец полоски (рис. 78)? Почему? Одинаков ли вес правой и левой частей полоски?

рис. 78

Для ответа на вопрос, нужно рассмотреть несколько ключевых физических понятий и принципов.

1. Центр тяжести.
Центр тяжести тела — это точка, в которой сосредоточена вся масса тела для целей расчета его равновесия и движения под действием силы тяжести. Если тело находится в равновесии, то центр тяжести находится вертикально над или под опорой (в данном случае это острие карандаша).

2. Условие равновесия.
Для того чтобы жестяная полоска находилась в равновесии на острие карандаша, необходимо выполнение двух условий:
− Сумма всех сил, действующих на тело, должна быть равна нулю. В данном случае это сила тяжести, которая тянет полоску вниз, и поддерживающая реакция опоры карандаша.
− Сумма моментов сил относительно точки опоры должна быть равна нулю. Момент силы — это произведение силы на расстояние от точки опоры до линии действия силы.

3. Момент силы.
Момент силы можно вычислить как:
$$ M = F \cdot d, $$
где $F$ — значение силы, $d$ — плечо силы, то есть расстояние от точки опоры до линии действия силы.

Когда жестяная полоска прямолинейна, ее масса равномерно распределена, а центр тяжести находится посередине полоски. Если точка опоры совпадает с центром тяжести, то момент силы равен нулю, и полоска находится в равновесии.

4. Сгибание одного конца полоски.
Если один конец полоски согнуть, положение центра тяжести изменится, поскольку перераспределится масса полоски. Согнутая часть переместится вниз, и масса этой части будет сосредоточена ближе к опоре. Это изменит момент силы, создаваемый согнутой частью относительно точки опоры. В результате центр тяжести может сместиться, так что он больше не будет вертикально над точкой опоры. Это приведет к нарушению равновесия.

5. Одинаков ли вес частей полоски?
Вес (или масса) правой и левой частей полоски останется одинаковым, если общая масса полоски остается неизменной. Однако положение массы относительно точки опоры изменится, что повлияет на равновесие.

Вывод:
Равновесие нарушится, если согнуть один конец полоски, потому что смещение центра тяжести приведет к возникновению незбалансированного момента силы вокруг точки опоры. Вес правой и левой частей полоски остается одинаковым, но их влияние на равновесие изменится из−за перераспределения масс и изменения моментов сил.