پرسش ۱: سیستم یک اهرم است و برای تعادل، گشتاور نیروی موجود در یک طرف اهرم باید با گشتاور نیروی موجود در طرف دیگر برابر باشد.
گشتاور بهصورت زیر محاسبه میشود:
\[
\text{Torque} = \text{Force} \times \text{Distance}
\]
در اینجا داریم:
\[
F_1 \times 2m = 200N \times 1m
\]
با جایگذاری مقدار نیروی ۲۰۰N و فاصلهی ۱m، میتوانیم مقدار \( F_1 \) را محاسبه کنیم:
\[
F_1 = \frac{200N \times 1m}{2m} = 100N
\]
بنابراین مقدار \( F_1 \) برابر با ۱۰۰ نیوتن است.
پرسش ۲:
الف) طول اهرم برابر با ۱۲۰ سانتیمتر و مزیت مکانیکی آن معادل است با:
\[
\text{مقاومت} (R) = \text{قدرت (P)} \times \frac{\text{طول کل اهرم}}{\text{طول قدرت}}
\]
در این مسئله، فرض میشود که قدرت و مقاومت برابر هستند و بنابراین مزیت مکانیکی برابر ۳ است.
ب) نوع این اهرم را میتوان بهصورت زیر مشخص کرد. با توجه به محل نیروی وارد شده و نقطه اتکا که در تصویر مشخص شده، این اهرم از نوع اهرم نوع اول (مانند قیچی) است که در آن نقطه اتکا بین نیرو قرار دارد.