Равенство работ при использовании простых механизмов. "Золотое правило механики"

Опыт 179. Установка - как и для демонстрации подвижного блока, но две линейки позволяют отмечать положение блока и динамометра. Ось блока и крюк динамометра снабжены указателями (рис. 133). Сначала фиксируются начальные положения блока и динамометра, вес груза. Поднимают груз на некоторую высоту h. Обращают внимание на то, что указатель динамометра при этом переместился на расстояние 2h.

Рис. 133

При весе груза F динамометр регистрирует модуль силы ^F/₂.

Получая выигрыш в силе в два раза, проигрывают в пути в два раза,- следовательно, подвижный блок не дает выигрыша в работе.

Опыт 180. Один конец нити, переброшенной через неподвижный блок, соединяют с грузом. Второй конец нити крепят к крюку динамометра. Груз и крюк динамометра снабжены указателями для измерения пути (рис. 134). При подъеме груза пути, проходимые грузом и динамометром, одинаковы. Одинаков вес груза и модуль силы, измеряемый динамометром.

Рис. 134

Неподвижный блок не дает выигрыша в работе.

Опыт 181. Уравновесив на рычаге два различных груза, приводят рычаг в движение. Точка приложения меньшей силы за одинаковое время проходит больший путь, а точка приложения большей силы - меньший путь.

Длины путей, пройденных точками приложения сил на рычаге, обратно пропорциональны силам. Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в длине пути. При использовании рычага выигрыша в работе не получают.

Ни один из механизмов не дает выигрыша в работе. Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.