Номер 3, страница 120 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

3. От чего зависит момент силы?

3. От чего зависит момент силы?

Момент силы (также известный как вращающий момент или торк) — это физическая величина, которая характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело. Он является мерой того, насколько эффективно сила может вызвать или изменить вращение тела вокруг некоторой оси.

Момент силы определяется по формуле:
$M = F \cdot d$
где:
$F$ — это модуль приложенной силы;
$d$ — это плечо силы, то есть кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.

В более общем виде, когда сила приложена под некоторым углом, момент силы вычисляется как модуль векторного произведения радиус-вектора $\vec{r}$ (проведённого от оси вращения к точке приложения силы) на вектор силы $\vec{F}$:
$M = |\vec{r} \times \vec{F}| = r \cdot F \cdot \sin(\alpha)$
где:
$r$ — модуль радиус-вектора (расстояние от оси вращения до точки приложения силы);
$F$ — модуль силы;
$\alpha$ — угол между вектором силы $\vec{F}$ и радиус-вектором $\vec{r}$.

Исходя из этих формул, можно сделать вывод, что момент силы зависит от следующих факторов:

1. От модуля приложенной силы ($F$). Чем больше сила, тем больший вращающий момент она создает при прочих равных условиях. Например, чтобы открутить туго затянутую гайку, нужно приложить к ключу большую силу.
2. От плеча силы ($d$). Плечо силы — это перпендикулярное расстояние от оси вращения до линии действия силы. Чем длиннее плечо, тем больший момент создается при той же силе. Именно поэтому для откручивания "прикипевшей" гайки используют ключ с длинной рукояткой, а дверь легче открывать, толкая её как можно дальше от петель (оси вращения).
3. От угла приложения силы ($\alpha$). Момент силы зависит от направления, в котором действует сила. Максимальный момент достигается, когда сила приложена перпендикулярно к рычагу (линии, соединяющей точку приложения силы с осью вращения), то есть когда угол $\alpha = 90^\circ$, так как $\sin(90^\circ) = 1$. Если же сила направлена вдоль рычага (к оси вращения или от неё, $\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$), то момент силы равен нулю ($\sin(0^\circ) = 0$), и вращательного действия она не оказывает.

Ответ: Момент силы зависит от модуля приложенной силы, от плеча силы (кратчайшего расстояния от оси вращения до линии действия силы) и от угла между направлением силы и радиус-вектором, проведенным от оси вращения к точке приложения силы.