Fizică • Mecanică • Lucrul mecanic, puterea și energia

Pârghii și scripeți: echilibrul mecanic și mecanismele simple

Condiția de echilibru a pârghiei F₁·b₁ = F₂·b₂, cele trei tipuri de pârghii cu exemple, scripetele fix și mobil, planul înclinat și regula de aur a mecanicii.

Clasa a VII-a Exerciții

Pe scurt

Pârghia este în echilibru când F₁ · b₁ = F₂ · b₂ (b = brațul forței).
Scripetele fix schimbă doar direcția forței; scripetele mobil înjumătățește forța.
Regula de aur: ce câștigi la forță pierzi la distanță.

Pârghia

Pârghia este o bară rigidă care se poate roti în jurul unui punct fix, numit punct de sprijin. Brațul unei forțe este distanța de la punctul de sprijin la direcția forței.

F₁ · b₁ = F₂ · b₂

Exemplu

Cu o rangă ridicăm o piatră de 100 N aflată la 0,2 m de punctul de sprijin, apăsând la 0,8 m de el. Forța necesară: F = 100 · 0,2 : 0,8 = 25 N.

Tipuri de pârghii

Tipul	Ce se află la mijloc	Exemple
gradul I	punctul de sprijin	balansoarul, foarfeca, cleștele, ranga
gradul II	forța rezistentă	roaba, spărgătorul de nuci, deschizătorul de sticle
gradul III	forța activă	penseta, antebrațul, undița

Scripeți și planul înclinat

scripetele fix – schimbă direcția forței (tragi în jos ca să ridici în sus), dar F = G;
scripetele mobil – urcă împreună cu greutatea și înjumătățește forța: F = G2, dar tragi de o funie de două ori mai lungă;
planul înclinat – urci corpul pe o rampă: forța e mai mică, dar drumul e mai lung.

Regula de aur a mecanicii

Mecanismele simple nu „fac” energie: dacă reduc forța de 2 ori, distanța pe care acționezi crește de 2 ori. Lucrul mecanic rămâne (aproape) același.

Exerciții

0 din 6 rezolvate

Alege răspunsul corect. După fiecare răspuns vezi explicația.

1. F₁ = 40 N, b₁ = 0,5 m, b₂ = 2 m. Cât este F₂ la echilibru?

Explicație: F₂ = 40 · 0,5 : 2 = 10 N.

2. Ce tip de pârghie este roaba?

Explicație: Greutatea încărcăturii este între roată (sprijin) și mâini.

3. Ce face scripetele fix?

Explicație: Forța rămâne egală cu greutatea, se schimbă doar direcția.

4. Cu un scripete mobil ridici un corp de 300 N. Ce forță folosești?

Explicație: F = G : 2 = 150 N.

5. Ce tip de pârghie este foarfeca?

Explicație: Punctul de sprijin este la mijloc.

6. Ce spune regula de aur a mecanicii?

Explicație: Lucrul mecanic rămâne același.