Простые Механизмы — Задание Физика 8 Класс №00050653

Велосипед — тоже простой механизм, только «наоборот»: он проигрывает в силе, зато выигрывает в пути — велосипед проезжает больше, чем проходит педаль. «Золотое правило» работает и здесь: выигрыша в работе нет, а из-за потерь в цепи полезная работа даже меньше затраченной.

Затраченная работа — работа ног за один оборот педалей:

$$A_{\text{з}} = F\cdot s_{\text{п}} = 200\cdot 1{,}2 = 240\text{ Дж}.$$

КПД $90\%$ — это доля $0{,}9$. Полезная работа — работа силы тяги на пути велосипеда:

$$A_{\text{п}} = 0{,}9\cdot 240 = 216\text{ Дж}.$$

Эту работу сила тяги совершила на пути $4{,}8\text{ м}$. Выражаем силу из $A_{\text{п}} = F_{\text{т}}\cdot s_{\text{в}}$:

$$F_{\text{т}} = \dfrac{A_{\text{п}}}{s_{\text{в}}} = \dfrac{216}{4{,}8} = 45\text{ Н}.$$

Проверим себя другим путём. Велосипед проходит путь в $4{,}8 : 1{,}2 = 4$ раза больше педали, значит, у идеальной передачи сила тяги была бы в $4$ раза меньше силы ног: $200 : 4 = 50\text{ Н}$. Заметь: потери оставляют $90\%$ от неё, $0{,}9\cdot 50 = 45\text{ Н}$. Сходится.