Простые Механизмы — Задание Физика 8 Класс №00050638
Простые Механизмы
№2. Задание без номера
ID: 00050638
Груз массой $48\text{ кг}$ подвешен к оси нижнего подвижного блока. Верёвка, огибающая этот блок снизу, одним концом привязана к потолку, а другим — к оси второго, верхнего подвижного блока. Под верхним блоком пропущена вторая верёвка: один её конец привязан к потолку, а за другой рабочий тянет вертикально вверх. Все ветви обеих верёвок вертикальны.
С какой силой рабочий тянет верёвку, удерживая груз неподвижно? Массой блоков и верёвок, а также трением пренебречь, $g = 10\text{ Н/кг}$.
Ответ дайте в Н.
Источник: Global_EE
Решение
Тут два подвижных блока один над другим. Каждый из них — рычаг с опорой в точке, где с блока сходит закреплённая ветвь: у силы, приложенной к оси, плечо $r$, а у силы на другой ветви — плечо $2r$. Поэтому каждый подвижный блок уменьшает нужную силу вдвое. Разберём систему снизу вверх.
Вес груза:
$$P = mg = 48\cdot 10 = 480\text{ Н}.$$
Нижний блок висит на двух ветвях первой верёвки. По правилу рычага $T_1\cdot 2r = P\cdot r$, значит, натяжение первой верёвки вдвое меньше веса груза:
$$T_1 = \dfrac{P}{2} = \dfrac{480}{2} = 240\text{ Н}.$$
Заметь, именно с этой силой первая верёвка тянет вниз ось верхнего блока: для верхнего блока она играет роль груза. Верхний блок тоже висит на двух ветвях, поэтому рабочему нужна снова вдвое меньшая сила:
$$F = \dfrac{T_1}{2} = \dfrac{240}{2} = 120\text{ Н}.$$
Проверим себя «золотым правилом». Пусть груз поднимется на $1\text{ см}$. Обе ветви первой верёвки укоротятся на $1\text{ см}$, и её конец на оси верхнего блока поднимется на $2\text{ см}$. Верхний блок поднимается на $2\text{ см}$, значит, рука выберет $4\text{ см}$ второй верёвки. Путь в $4$ раза больше, сила в $4$ раза меньше: $480 : 4 = 120\text{ Н}$.
Ответ
Другие задания по теме «Простые Механизмы» (8)
- Задание — №00050748 — Тележку аттракциона массой 400кг лебёдка равномерно поднимает на вершину горки.…
- Задание — №00050747 — За смену бригада подняла на крышу стройматериалы двумя механизмами.…
- Задание — №00050746 — Строитель поднимает раствор на леса в ведре: верёвка от ведра перекинута через…
- Задание — №00050745 — Вилы погрузчика поднимаются так. На верхнем конце выдвижной части мачты…
- Задание — №00050744 — Лёгкая рейка лежит на опоре. Слева, на расстоянии 30см от опоры, к рейке на…
- Задание — №00050743 — Сверху на паровом котле есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном…
- Задание — №00050742 — Велосипедист давит ногой на педаль вертикально вниз с силой 400Н. Шатун —…
- Задание — №00050661 — Ящик равномерно втаскивают вверх по наклонной доске, прикладывая вдоль доски…