Физика и астрономия · 8 клас · урок 3 от 3

Равновесие на тяло върху опора и приложения

Тяло в покой остава в покой, когато равнодействащата на силите върху него е нула. Тяло върху опора е в равновесие, докато вертикалата през центъра на тежестта минава през площта на опората. Колкото по-ниско е центърът на тежестта и колкото по-голяма е площта на опората, толкова по-устойчиво е тялото. Затова лампите имат тежка основа, състезателните коли са ниски, а тежкият товар се слага най-отдолу.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Условие за равновесие: равнодействащата на силите е нула.
  • Тяло на опора не пада, ако вертикалата през центъра на тежестта минава през опората.
  • Устойчивостта расте при по-нисък център на тежестта и по-голяма площ на опора.
  • Примери: широка основа на лампа, противотежест на кран, разкрачени крака.
  • Наклонената кула в Пиза стои, защото вертикалата през центъра ѝ на тежестта минава през основата.

Пример

Дъска 6 kg лежи с краищата си на две везни, а центърът на тежестта е по средата. Силата на тежестта 60 N се разпределя поравно: всяка везна показва 30 N.

Проверете се: 30 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. При какво условие тяло, което е в покой, остава в покой?
    • Равнодействащата на силите върху него е нула
    • Върху него действа само силата на тежестта
    • Силата на тежестта е по-голяма от реакцията на опората
    • Тялото има голяма маса

    Отговор: Равнодействащата на силите върху него е нула

    Според първия принцип скоростта не се мени, ако равнодействащата сила е нула.

  2. Лампа с маса 2 kg виси неподвижно на въже. Колко е силата на опъване на въжето? (g = 10 m/s2)
    • 2 N
    • 20 N
    • 0 N
    • 40 N

    Отговор: 20 N

    Силата на опъване уравновесява силата на тежестта: T = mg = 2·10 = 20 N.

  3. Шкаф е наклонен на ръба си и го пускаме. Кога ще се върне в изправено положение?
    • Ако масата му е под 50 kg
    • Ако вертикалата през центъра на тежестта минава през основата му
    • Ако центърът на тежестта е извън основата
    • Винаги се връща

    Отговор: Ако вертикалата през центъра на тежестта минава през основата му

    Тогава силата на тежестта завърта шкафа обратно към опората.

  4. Книга лежи неподвижно на наклонена дъска. Коя сила не ѝ позволява да се плъзне?
    • Само силата на реакция на опората
    • Силата на триене при покой
    • Изтласкващата сила на въздуха
    • Теглото на книгата

    Отговор: Силата на триене при покой

    Триенето при покой уравновесява съставящата на силата на тежестта по наклона.

  5. Дъска с маса 6 kg е поставена с краищата си върху две еднакви везни, а центърът ѝ на тежестта е по средата. Какво показва всяка везна? (g = 10 m/s2)
    • 60 N
    • 15 N
    • 30 N
    • 6 N

    Отговор: 30 N

    Силата на тежестта е 60 N и по симетрия се разпределя поравно: по 30 N на всяка опора.

  6. Как се нарича състоянието, при което тялото остава в покой, въпреки че върху него действат сили?
    • Инерция
    • Равновесие
    • Резонанс
    • Деформация

    Отговор: Равновесие

    Когато силите се уравновесяват, тялото е в равновесие и остава в покой.

  7. Кутия лежи неподвижно на хоризонтален под. Каква е силата на реакция на опората в сравнение със силата на тежестта?
    • По-голяма и насочена надолу
    • Равна по големина и противоположна по посока
    • По-малка и насочена нагоре
    • Равна по големина и насочена надолу

    Отговор: Равна по големина и противоположна по посока

    Кутията е в равновесие, затова двете сили имат равни големини и противоположни посоки.

  8. Върху тяло в покой действат 30 N надясно и 20 N наляво. Каква трета сила е нужна, за да остане то в равновесие?
    • 10 N надясно
    • 50 N наляво
    • 50 N надясно
    • 10 N наляво

    Отговор: 10 N наляво

    Двете сили дават 10 N надясно. За равновесие третата сила трябва да е 10 N наляво.

  9. Картина с маса 4 kg виси неподвижно на две еднакви вертикални въжета. Колко е силата на опъване на всяко въже? (g = 10 m/s2)
    • 20 N
    • 40 N
    • 10 N
    • 80 N

    Отговор: 20 N

    Двете въжета заедно уравновесяват силата на тежестта 40 N, значи всяко опъва с 20 N.

  10. Кутия с маса 10 kg е в покой на наклонена дъска. На колко е равна равнодействащата на всички сили върху нея? (g = 10 m/s2)
    • 100 N
    • 50 N
    • 0 N
    • Зависи от наклона на дъската

    Отговор: 0 N

    Кутията е в покой, значи е в равновесие и равнодействащата на силата на тежестта, реакцията и триенето е нула.

  11. Как е най-устойчива една тухла върху хоризонтален под?
    • Легнала на най-голямата си стена
    • Изправена на най-малката си стена
    • Изправена на средната си стена
    • Еднакво устойчива е във всяко положение

    Отговор: Легнала на най-голямата си стена

    Тогава площта на опора е най-голяма, а центърът на тежестта е най-ниско.

  12. Защо борците стоят с разкрачени крака?
    • За да увеличат площта на опора
    • За да намалят масата си
    • За да повдигнат центъра на тежестта
    • За да намалят триенето

    Отговор: За да увеличат площта на опора

    С по-широка опора вертикалата през центъра на тежестта трудно излиза извън нея.

  13. Защо не се натоварват тежки товари най-отгоре на камион?
    • Увеличава се триенето с пътя
    • Намалява масата на камиона
    • Товарът става по-лек
    • Центърът на тежестта се издига и камионът може да се преобърне

    Отговор: Центърът на тежестта се издига и камионът може да се преобърне

    При висок център на тежестта по-малък наклон е достатъчен, за да излезе вертикалата извън опората.

  14. Защо човек с тежка раница на гърба се навежда напред?
    • За да намали теглото на раницата
    • За да увеличи триенето
    • За да диша по-лесно
    • За да задържи общия център на тежестта над стъпалата си

    Отговор: За да задържи общия център на тежестта над стъпалата си

    Раницата премества общия център на тежестта назад. С навеждането човек го връща над опората.

  15. Защо Наклонената кула в Пиза не пада?
    • Вертикалата през центъра ѝ на тежестта минава през основата ѝ
    • Закрепена е с въжета
    • Поддържа я съседна сграда
    • Центърът ѝ на тежестта е извън основата

    Отговор: Вертикалата през центъра ѝ на тежестта минава през основата ѝ

    Докато вертикалата през центъра на тежестта е в площта на опора, кулата е в равновесие.

  16. От какво зависи устойчивостта на тяло, което стои на опора?
    • Само от цвета на тялото
    • Само от температурата на тялото
    • От скоростта на вятъра в стаята
    • От височината на центъра на тежестта и площта на опората

    Отговор: От височината на центъра на тежестта и площта на опората

    Колкото по-нисък е центърът на тежестта и по-голяма площта на опората, толкова по-устойчиво е тялото.

  17. Защо на дъното на висока ваза понякога се слага пясък?
    • За да се повиши центърът на тежестта
    • За да се понижи центърът на тежестта
    • За да се намали масата на вазата
    • За да се намали площта на опората

    Отговор: За да се понижи центърът на тежестта

    Тежкият пясък на дъното сваля центъра на тежестта и вазата трудно се преобръща.

  18. Защо бастунът помага на възрастните хора да пазят равновесие?
    • Намалява масата на човека
    • Повишава центъра на тежестта
    • Увеличава площта на опората
    • Намалява силата на тежестта

    Отговор: Увеличава площта на опората

    С бастуна опорната площ се разширява и вертикалата през центъра на тежестта по-трудно излиза извън нея.

  19. Защо скиорите се навеждат ниско при бързо спускане?
    • Понижават центъра на тежестта си и са по-устойчиви
    • Повишават центъра на тежестта си
    • Увеличават силата на тежестта
    • Увеличават триенето на ските

    Отговор: Понижават центъра на тежестта си и са по-устойчиви

    По-ниският център на тежестта прави тялото по-устойчиво при неравности и завои (и намалява съпротивлението на въздуха).

  20. Две еднакви кутии с форма на висок паралелепипед са на дъска: едната е изправена, другата е легнала. Коя ще се преобърне при по-малък наклон на дъската?
    • Изправената
    • Легналата
    • Двете едновременно
    • Никоя не може да се преобърне

    Отговор: Изправената

    Изправената кутия има по-висок център на тежестта и по-малка опора, затова вертикалата през центъра излиза извън опората при по-малък наклон.

  21. Защо настолните лампи имат тежка и широка основа?
    • За да не се нагорещяват
    • За да светят по-силно
    • За нисък център на тежестта и голяма площ на опора
    • За да са по-леки

    Отговор: За нисък център на тежестта и голяма площ на опора

    Ниският център на тежестта и широката опора правят лампата устойчива.

  22. Как дългият прът помага на въжеиграча?
    • Намалява масата му
    • Дърпа го нагоре
    • Увеличава силата на тежестта
    • Помага му да държи центъра на тежестта над въжето

    Отговор: Помага му да държи центъра на тежестта над въжето

    С малки движения на пръта въжеиграчът коригира положението на общия център на тежестта.

  23. Защо състезателните коли са ниски и широки?
    • За да имат по-малка маса
    • За да вдигат по-голяма скорост по права
    • За да не се нагряват двигателите
    • Ниският център на тежестта и широката опора ги пазят от преобръщане

    Отговор: Ниският център на тежестта и широката опора ги пазят от преобръщане

    На завой ниският и широк автомобил трудно се преобръща.

  24. Човек седи на стол с изправен гръб и стъпала точно под коленете. Защо не може да стане, без да се наведе напред?
    • Столът го задържа с триене
    • Центърът на тежестта му не е над стъпалата
    • Мускулите на краката не са достатъчно силни
    • Въздухът го натиска надолу

    Отговор: Центърът на тежестта му не е над стъпалата

    Докато седи, центърът на тежестта е над седалката. За да стане, трябва да го премести над стъпалата.

  25. Защо строителният кран има противотежест?
    • За да вдига по-бързо
    • За да увеличи масата на товара
    • За да намали триенето
    • За да остане общият център на тежестта над основата

    Отговор: За да остане общият център на тежестта над основата

    Товарът изтегля центъра на тежестта към стрелата, а противотежестта го връща над основата.

  26. Защо в лодка тежкият багаж се поставя на дъното?
    • За да плава лодката по-бързо
    • За да е по-лек багажът
    • За да е нисък центърът на тежестта и лодката да е устойчива
    • За да се повдигне центърът на тежестта

    Отговор: За да е нисък центърът на тежестта и лодката да е устойчива

    Ниско разположеният товар сваля общия център на тежестта и лодката по-трудно се преобръща.

  27. Защо стативът за фотоапарат има три разтворени крака?
    • За да е по-тежък
    • За да има голяма площ на опора
    • За да е по-висок
    • За да намали триенето

    Отговор: За да има голяма площ на опора

    Разтворените крака образуват голяма опорна площ и фотоапаратът стои устойчиво.

  28. Защо пирамидите са изключително устойчиви постройки?
    • Имат тесна основа и висок център на тежестта
    • Направени са от лек материал
    • Центърът им на тежестта е на върха
    • Имат широка основа и нисък център на тежестта

    Отговор: Имат широка основа и нисък център на тежестта

    Повечето маса на пирамидата е близо до широката ѝ основа, затова центърът на тежестта е нисък.

  29. Защо е опасно да стъпваме само на ръба на седалката на стол, за да се качим на него?
    • Седалката ще стане по-тежка
    • Столът ще се плъзне, защото триенето изчезва
    • Вертикалата през центъра на тежестта може да излезе извън опората на стола и той да се преобърне
    • Центърът на тежестта на стола ще се понижи

    Отговор: Вертикалата през центъра на тежестта може да излезе извън опората на стола и той да се преобърне

    Тежестта ни на ръба измества общия център на тежестта извън площта между краката на стола и той се накланя.

  30. Защо играчката птица-балансьор стои на върха на клюна си, без да пада?
    • Тежестите в крилата ѝ свалят центъра на тежестта под точката на опора
    • Клюнът ѝ е намагнитен
    • Центърът ѝ на тежестта е високо над клюна
    • Тя е по-лека от въздуха

    Отговор: Тежестите в крилата ѝ свалят центъра на тежестта под точката на опора

    Когато центърът на тежестта е под точката на опора, равновесието е устойчиво и птицата се връща в положението си.