Человек удерживает в кисти груз массой 2 кг, предплечье расположено горизонтально и неподвижно. Сухожилие двуглавой мышцы (бицепса) прикреплено на расстоянии 4 см от локтевого сустава, груз находится на расстоянии 32 см от сустава. Массой предплечья пренебречь, силы считать направленными перпендикулярно предплечью, м/с². Выберите верные утверждения.
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- AПри смещении точки прикрепления сухожилия на 1,5 см кисть смещается примерно на 12 см
- CТакой рычаг даёт выигрыш в скорости и пути перемещения кисти, но проигрыш в силе
- FСила, развиваемая бицепсом, равна 160 Н
Разбор
Условие равновесия рычага (правило моментов): , откуда Н, поэтому «Сила, развиваемая бицепсом, равна 160 Н» верно. Значение 2,5 Н получается при перевороте отношения плеч, это ошибка. Мышца действует на малом плече, а груз на большом, поэтому сила мышцы в 8 раз больше веса груза (проигрыш в силе), зато перемещение кисти в 8 раз больше перемещения точки прикрепления (выигрыш в пути и скорости): см. Значит, верны «Такой рычаг даёт выигрыш в скорости и пути перемещения кисти, но проигрыш в силе» и «При смещении точки прикрепления сухожилия на 1,5 см кисть смещается примерно на 12 см». Утверждение о выигрыше в силе неверно. При неподвижном удержании перемещения нет, поэтому механическая работа , а не 160 Дж (энергия при этом тратится на статическое напряжение).