100exams

«Золотое правило» механики

F1·s1 = F2·s2во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии

Простые механизмы — рычаг, блок, наклонная плоскость — позволяют поднять тяжёлый груз небольшой силой. Но за выигрыш в силе приходится платить расстоянием: меньшую силу нужно приложить на большем пути.

Работа при этом остаётся той же. Это и есть «золотое правило» механики: ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе. Кодификатор ОГЭ называет правило по имени: формулы F1·s1 = F2·s2 в нём нет, она из школьного курса — это запись равенства двух работ.

На странице
  1. Что означают буквы
  2. Как выразить другие величины
  3. Когда формула верна
  4. Типичные ошибки
  5. Задачи с решением
  6. Где это на ОГЭ
  7. Вопросы и ответы

Что означают буквы

БукваВеличинаЕдиница
F1сила, которую прикладывают к механизмуН
s1путь, который проходит точка приложения этой силым
F2сила, с которой механизм действует на груз (вес груза)Н
s2путь, который проходит грузм

Все обозначения и единицы — на странице «Физические величины».

Как выразить другие величины

Что нужноФормула
Равенство работA1 = A2
Выигрыш в силеF2F1 = s1s2
Подвижный блокF1 = F22, s1 = 2s2
Неподвижный блокF1 = F2, s1 = s2
Реальный механизмη = AполAзатр

Когда формула верна

Типичные ошибки

Задачи с решением

Задачи из нашего тренажёра: числа в нём каждый раз новые, а здесь они закреплены, чтобы решение можно было прочитать. С развёрнутым ответом, как во второй части экзамена, — последняя задача: она показана с образцом записи и списком того, что в ней должно быть. Первые задачи написаны для этой страницы, числа в их решении посчитаны программой.

Груз весом 300 Н равномерно поднимают на высоту 2 м с помощью подвижного блока. Какую силу прикладывают к свободному концу верёвки и на какую длину его вытягивают? Трением и весом блока пренебречь.

Решение

  1. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза: F = 300 Н : 2 = 150 Н.
  2. Во столько же раз проигрывают в расстоянии: конец верёвки вытягивают на 2 м · 2 = 4 м.
  3. Проверка «золотым правилом»: работа по подъёму груза 300 Н · 2 м = 600 Дж, работа приложенной силы 150 Н · 4 м = 600 Дж. Работы равны.

Ответ: 150 Н; 4 м

Рычаг даёт выигрыш в силе в 4 раза. С его помощью камень весом 800 Н нужно приподнять на 5 см. Какую силу нужно приложить к длинному плечу и на сколько опустится его конец? Трением и весом рычага пренебречь.

Решение

  1. Сила в 4 раза меньше веса камня: F = 800 Н : 4 = 200 Н.
  2. Выигрыш в силе оплачен расстоянием: конец длинного плеча опустится на 5 см · 4 = 20 см.
  3. Работы равны: 800 Н · 0,05 м = 40 Дж и 200 Н · 0,2 м = 40 Дж.

Ответ: 200 Н; 20 см

Мешок с цементом массой 50 кг равномерно втаскивают по наклонному помосту длиной 10 м на высоту 3 м, прикладывая вдоль помоста силу 250 Н. Найди КПД наклонной плоскости. Запиши полное решение; для проверки введи ответ.

В тренажёре для проверки вводят: η — КПД, %.

Образец записи

  1. Дано: m = 50 кг; l = 10 м; h = 3 м; F = 250 Н; g = 10 м/с2. Найти: η
  2. КПД наклонной плоскости: η = A1A2 · 100 %, где A1 — полезная работа, A2 — затраченная
  3. Полезная работа — подъём груза на высоту h: A1 = mgh = 50 · 10 · 3 = 1500 Дж
  4. Затраченная — работа силы тяги на длине помоста: A2 = Fl = 250 · 10 = 2500 Дж
  5. η = 15002500 · 100 % = 60 %
  6. Ответ: η = 60 %
Можно иначе. Проверка смыслом: затрачено 2500 Дж, а на подъём пошло 1500 Дж — меньше, остальное ушло на работу против трения. КПД меньше 100 %; если получилось больше, дробь перевёрнута. Получается η = 60 %.

Что должно быть в записи

Решать такие задачи
Решать в тренажёреБесплатно, без регистрации: каждый раз новые числа и разбор ошибки.

Где это на ОГЭ

«Золотое правило» механики, рычаг, подвижный и неподвижный блоки и КПД простых механизмов названы в одном элементе кодификатора. Среди практических работ кодификатор называет измерение работы силы упругости при подъёме груза с помощью неподвижного и подвижного блока — это опыты экспериментального задания 17. В задании 21 нашего тренажёра считают КПД наклонной плоскости — там работы уже не равны.

Раздел кодификатора — «Механические явления»: остальные темы раздела и задания, в которых они встречаются.

Вопросы и ответы

Как звучит «золотое правило» механики?

Ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе: во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии.

Даёт ли неподвижный блок выигрыш в силе?

Нет. Неподвижный блок только меняет направление действия силы.

Какой выигрыш в силе даёт подвижный блок?

В 2 раза — если не учитывать трение и вес самого блока. В расстоянии при этом проигрывают в 2 раза.

Зачем нужны простые механизмы, если они не дают выигрыша в работе?

Они позволяют совершить ту же работу меньшей силой или изменить направление силы. Поднять груз в 800 Н руками трудно, а рычагом с выигрышем в 4 раза — достаточно 200 Н.

Какие бывают простые механизмы?

Кодификатор ОГЭ называет рычаг, подвижный и неподвижный блоки и наклонную плоскость.

Соседние формулы

Тексты задач наши. Факты об экзамене и справочные значения — из демоверсии, спецификации и кодификатора ФИПИ для ОГЭ 2027 года; на день обновления документы опубликованы как проект. Обновлено 11.10.2026.