Для того чтобы рычаг находился в равновесии, должно выполняться условие равенства моментов сил относительно точки опоры. Момент силы определяется как произведение силы на плечо (расстояние от точки опоры до точки приложения силы). Учитывая это, можно записать следующее равенство для моментов сил:
[ F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2 ]
где ( F_1 ) и ( F_2 ) — силы, а ( l_1 ) и ( l_2 ) — соответствующие плечи рычага. В данной задаче:
- ( l_1 = 15 ) см = 0.15 м (малое плечо)
- ( l_2 = 90 ) см = 0.90 м (большое плечо)
- ( F_1 = 1.2 ) Н (малая сила)
Нам нужно найти ( F_2 ) (большую силу). Используя формулу, находим:
[ F_2 = \frac{F_1 \cdot l_1}{l_2} = \frac{1.2 \, \text{Н} \cdot 0.15 \, \text{м}}{0.90 \, \text{м}} = \frac{0.18 \, \text{Нм}}{0.90 \, \text{м}} = 0.2 \, \text{Н} ]
Таким образом, большая сила ( F_2 ) равна 0.2 Н.
Теперь, чтобы определить выигрыш в силе, который дает этот рычаг, можно использовать соотношение между меньшей силой и большей силой:
[ \text{Выигрыш в силе} = \frac{F_1}{F_2} = \frac{1.2 \, \text{Н}}{0.2 \, \text{Н}} = 6 ]
Таким образом, с помощью данного рычага можно получить выигрыш в силе в 6 раз.