Пользуясь рисунком 174, объясните, как при гребле используется рычаг и для чего это нужно.
рис. 174
$\frac{F_{1}}{ F_{2}} = \frac{l_{2}}{ l_{1}} $ − условие равновесия рычага.
При гребле весло является рычагом. Точка опоры − это место крепления весла к лодке. Плечо, на которое действует человек, меньше, чем плечо, опущенное в воду.
Это приводит к проигрышу в силе,но увеличивается выигрыш в расстоянии (времени), так как увеличивается длина одного гребка.
Гребля на лодке, как показано на рисунке, является ярким примером использования принципа рычага. Рычаг — это простое механическое устройство, которое позволяет выполнять работу, увеличивая силу или изменяя направление её приложения. В данном случае весла выполняют функцию рычагов.
Рычаг — это твёрдое тело, вращающееся вокруг неподвижной точки опоры. Основные элементы рычага:
1. Точка опоры (О) — место, вокруг которого вращается рычаг.
2. Плечо силы (l) — расстояние от точки опоры до места приложения силы.
3. Плечо сопротивления (L) — расстояние от точки опоры до точки, где действуют силы сопротивления.
Рычаг может быть двух видов:
− Односторонний рычаг — когда сила и сопротивление действуют по одну сторону от точки опоры.
− Двусторонний рычаг — когда сила и сопротивление действуют по разные стороны от точки опоры.
Рычаг находится в равновесии, если выполняется следующее условие:
$$ F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2 $$
где:
− $ F_1 $ — сила, приложенная к одному концу рычага.
− $ l_1 $ — плечо силы.
− $ F_2 $ — сила сопротивления.
− $ l_2 $ — плечо сопротивления.
В гребле точка опоры — это место крепления весла к борту лодки или специальный механизм, называемый уключиной. Весло фактически является двусторонним рычагом:
1. Плечо силы — часть весла, расположенная между уключиной и руками гребца.
2. Плечо сопротивления — часть весла, расположенная между уключиной и лопастью, находящейся в воде.
Когда человек гребёт, он прикладывает силу к одному концу рычага (к ручке весла), а лопасть весла, находящаяся в воде, создаёт сопротивление. Сила, приложенная к ручке, через систему рычага передаётся на лопасть весла, увеличивая воздействие на воду. Это позволяет гребцу перемещать лодку вперёд, преодолевая сопротивление воды.
При движении весла гребец направляет лопасть весла в воду, создавая давление на воду. В результате реакции воды лодка движется в противоположную сторону. Это явление подчиняется третьему закону Ньютона: «Действию соответствует равное по модулю и противоположное по направлению противодействие».
Таким образом, весла, как рычаги, играют ключевую роль в гребле, позволяя гребцу эффективно перемещать лодку, преодолевая сопротивление воды и экономя силы.
Пожауйста, оцените решение
