Для уравновешивания рычага с моментов сил необходимо, чтобы моменты, создаваемые силами на обоих плечах, были равны.
Момент силы определяется как произведение силы на расстояние до оси вращения (рычага). Таким образом, для уравновешивания рычага, момент силы, создаваемой на меньшем плече, должен быть равен моменту силы, создаваемой на большем плече.
Момент силы на меньшем плече: M1 = сила * расстояние = 1.5 кН * 12 см = 0.18 кН*м
Чтобы уравновесить рычаг, момент силы на большем плече должен быть равен 0.18 кН*м.
Длина большего плеча составляет 90 см, а сила, которую нужно приложить к большему плечу, обозначим как F2.
Момент силы на большем плече: M2 = сила * расстояние = F2 * 90 см
Уравнение моментов сил: M1 = M2
0.18 кН*м = F2 * 90 см
Для приведения расстояния к одной единице измерения, переведем сантиметры в метры:
0.18 кН*м = F2 * 0.9 м
Решая уравнение, найдем силу F2:
F2 = (0.18 кН*м) / (0.9 м) = 0.2 кН
Таким образом, чтобы уравновесить рычаг, необходимо приложить силу 0.2 кН к большему плечу.
Е = PЕ + КЕ
Для обчислення потенціальної енергії м'яча використовуємо формулу:
PЕ = m * g * h
де m - маса м'яча, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с²), h - висота.
Для обчислення кінетичної енергії м'яча використовуємо формулу:
КЕ = (1/2) * m * v²
де v - швидкість м'яча.
Знаючи масу м'яча m = 0.5 кг, швидкість v = 20 м/с і висоту h = 10 метрів, можемо обчислити повну механічну енергію:
PЕ = m * g * h = 0.5 кг * 9.8 м/с² * 10 м = 49 Дж
КЕ = (1/2) * m * v² = (1/2) * 0.5 кг * (20 м/с)² = 100 Дж
Е = PЕ + КЕ = 49 Дж + 100 Дж = 149 Дж
Отже, повна механічна енергія м'яча на висоті 10 метрів становить 149 Дж.