Задание Физика 7 Класс №00012189

Дано:

$V = 16\ \text{л} = 0{,}016\ \text{м}^3$

$h = 22\ \text{м}$

$F = 250\ \text{Н}$

$\rho = 1400\ \text{кг/м}^3$

$\eta = 96\% = 0{,}96$

$g = 10\ \text{Н/кг}$

Решение:

1) Работа силы. Неподвижный блок только меняет направление силы, поэтому верёвку тянут на путь, равный высоте подъёма $h$.

$$A = F\cdot h = 250\cdot 22 = 5500\ \text{Дж}$$

2) Масса песка. Масса равна плотности на объём; объём переводим в кубометры: $16\ \text{л}=0{,}016\ \text{м}^3$.

$$m_{\text{п}} = \rho V = 1400\cdot 0{,}016 = 22{,}4\ \text{кг}$$

3) Масса пустого ведра. КПД — это отношение полезной работы к затраченной, поэтому полезная работа:

$$A_{\text{пол}} = \eta\, A = 0{,}96\cdot 5500 = 5280\ \text{Дж}$$

Полезная работа идёт на подъём ведра вместе с песком на высоту $h$.

$$A_{\text{пол}} = (m_{\text{п}} + m_{\text{в}})\, g\, h \;\Rightarrow\; m_{\text{п}} + m_{\text{в}} = \frac{A_{\text{пол}}}{g h} = \frac{5280}{10\cdot 22} = 24\ \text{кг}$$

Отсюда масса пустого ведра — разность общей массы и массы песка.

$$m_{\text{в}} = 24 - 22{,}4 = 1{,}6\ \text{кг}$$