Простые Механизмы — Задание Физика 8 Класс №00050538

Ворот — это тот же рычаг, только крутящийся: ось служит опорой, радиус барабана — короткое плечо, длина ручки — длинное. Вес ведра тянет за короткое плечо, рука — за длинное. Работает правило равновесия рычага.

Сначала найдём вес ведра — силу, с которой оно тянет верёвку. Масса из условия, $g=10\text{ Н/кг}$:

$$P=mg=12\cdot10=120\text{ Н}.$$

Плечи: $l_1=10\text{ см}=0{,}1\text{ м}$ (барабан) и $l_2=40\text{ см}=0{,}4\text{ м}$ (ручка). Запишем правило равновесия: «сила на плечо» с одной стороны равна «силе на плечо» с другой, и выразим силу на ручке:

$$P\cdot l_1=F\cdot l_2\quad\Rightarrow\quad F=\dfrac{P\,l_1}{l_2}=\dfrac{120\cdot0{,}1}{0{,}4}=\dfrac{12}{0{,}4}=30\text{ Н}.$$

Подумай: ручка в $40:10=4$ раза длиннее радиуса барабана, поэтому выигрыш в силе — в $4$ раза. Проверим себя: $120:4=30\text{ Н}$. Совпало.