Два брата Сева и Дима решили сделать качели-балансир. Для этого они перекинули однородную доску длиной 2 м через бревно:
Оказалось, что доска находится в равновесии, когда Дима сидит на краю доски, а Сева — на расстоянии 50 см от противоположного края доски, при этом точка опоры делит доску пополам.
1) Запишите условие равновесия системы. Какова масса Севы, если масса Димы 20 кг?
2) Сева передвинулся на край доски. Для того, чтобы доска снова стала находиться в равновесии, мальчикам пришлось переместить точку её опоры на 25 см. Запишите условие равновесия системы для этого случая. Чему равна масса доски?
3) Запишите формулу, с помощью которой можно вычислить, с какой силой находящаяся в равновесии доска с Севой и Димой действует на бревно. Считайте, что братья не касаются земли и не предпринимают никаких действий для поддержания равновесия системы. Чему равна величина этой силы?
1. Длина качелей равна 2d = 2 м. Запишем правило рычага для первого случая:
где x = 0,5 м расстояние от края качелей до положения Севы. Отсюда найдём, что mс = 2mд = 40 кг.
2. Масса Димы меньше, чем масса Севы, поэтому точку опоры нужно подвинуть в сторону Севы. Запишем новое условие равновесия:
где y = 25 см, M — масса доски. Отсюда найдём, что M = 20 кг.
3. Сила, с которой находящаяся в равновесии доска действует на бревно, равна суммарной силе тяжести мальчиков и доски:
Допускается другая формулировка рассуждений.
Ответ: 1) 40 кг; 2) 20 кг; 3) 800 H.

