Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040028

Собираем установку. На штативе с муфтой закрепляем один конец нити. Нить пропускаем под (через) подвижный блок, к оси которого подвешены три груза, а свободный конец нити берём динамометром. Тянем динамометром вверх равномерно, поднимая грузы на 8 см.

В чём фокус подвижного блока. Блок висит на двух ветвях нити, и они делят вес грузов между собой: динамометр показывает примерно вдвое меньшую силу, чем весят грузы. Но выигрыш в силе не бывает даром — за него платят путём: чтобы поднять грузы на 8 см, конец нити приходится вытянуть на 16 см. Поэтому в формулу работы идёт не высота подъёма, а удвоенная высота — путь конца нити.

Формула. $A = F_{упр} \cdot S$, где $S = 2h$.

Измерения. Силу снимаем с динамометра во время равномерного подъёма: $F_{упр} = (F \pm 0{,}1)$ Н. Высоту подъёма грузов измеряем линейкой: $h = (8{,}0 \pm 0{,}2)$ см, значит путь конца нити $S = 2h = (16{,}0 \pm 0{,}4)$ см $= 0{,}16$ м.

Расчёт. Умножаем силу на путь. Пусть три груза весят около $3$ Н, и динамометр показал $1{,}5$ Н: $A = 1{,}5 \cdot 0{,}16 = 0{,}24$ Дж. Работа измеряется в джоулях (Дж). Проверьте себя: работа получилась примерно такой же, как если бы грузы поднимали прямо за нитку на 8 см ($3 \cdot 0{,}08 = 0{,}24$ Дж) — блок даёт выигрыш в силе, но не в работе.