Global EE

Простые Механизмы — Задание Физика 8 Класс №00050638

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

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

120
Другие задания по теме «Простые Механизмы» (8)