Question

При помощи подвижного блока весом 15 H поднимают ведро со смолой, чтобы просмолить днище лодки. Для этого к свободному концу верёвки прикладывают силу 180H. Укажи массу ведра со смолой, которую можно поднять в этом случае. (Принять g=10H/кг) ​

Answer 1

Ответ:

Масса ведра со смолой 34,5 кг

Объяснение:

1. На подвижной блок действуют три силы: сила F - это сила, приложенная к свободному концу верёвки; вес P и сила тяжести g тянут блок вниз (рисунок 1).
2. Для решения задачи используем момент силы. Это физическая величина  - М (В СИ измеряется Ньютон на метр), которая равна произведению модуля силы F (В СИ измеряется в Ньютонах) на её плечо l (В СИ измеряется в метрах):  

                                   $M=F\cdot{l}$

   3. Дополним схему (рисунок 2): A и B - точки вращения блока, а точка О - центр вращения, R - радиус подвижного блока. А значит AO=OB=R. И стрелочками обозначим направление движения блока (-, + ) для верного определения действующих сил.          

   4. Рассмотрим сумму моментов сил относительно точки А (рисунок 2):

• Первый момент силы  - это вес Р надо умножить на длину рычага , то есть длину АО, которая согласно рисунку равна R :

         $M_{1} =PR$

Сила Р будет вращать блок за часовой стрелкой, то есть  в отрицательном направлении.

• Второй момент силы  - это силу тяжести g надо умножить на длину рычага , то есть длину АО, которая согласно рисунку равна R :

       $M_{2} =mgR$

Сила mg также будет вращать блок за часовой стрелкой, то есть в отрицательном направлении.

• Третий момент силы  - это силу F, приложенную к концу верёвки надо умножить на длину рычага , то есть длину АB, которая равна 2R :

       $M_{3} =F\cdot2R$

Сила F будет вращать блок против часовой стрелки, то есть в положительном направлении.

      5. Учитывая направления действий сил, сложим все моменты сил и прировняем эту сумму к нулю, поскольку система находится в состоянии равновесия:

         $-M_{2} - M_{2} + M_{3} =0$

      6. Подставляем вместо $M_{1} ,M_{2} ,M_{3}$ буквенные значения с формул моментов сил:

         $-PR - mgR+F\cdot2R=0$

      7. Выполним математические превращения для получения формулы веса ведра со смолой:

        $-mgR=-F\cdot2R+PR\\mgR=F\cdot2R-PR\\mgR=(2F-P)R\\\\m=\frac{2F-P}{g}$

    8. Подставляем исходные данные задачи в полученную формулу, а значение g как постоянной величины  берем равное 10м/с²:

$m=\frac{2F-P}{g}=\frac{2\ \cdot180-15}{10}=34\text{,}5$

Ответ: 34,5 кг

Answer 2

Для решения этой задачи нужно воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит: сила равна произведению массы на ускорение.

В данном случае ускорение равно ускорению свободного падения g, принятому равным 10 H/кг.

Сила, прикладываемая к веревке, равна 180 H. Она создается подвижным блоком весом 15 H.

Обозначим массу ведра со смолой как m. Тогда сила, создаваемая этой массой, будет равна произведению массы на ускорение: F = m * g

С другой стороны, сила, создаваемая блоком, равна 180 H.

Так как блок и ведро связаны одной веревкой, то сила, создаваемая блоком, равна силе, создаваемой ведром: 180 H = m * g

Разделим обе части уравнения на g: 180 H / g = m

Подставим значение ускорения свободного падения g = 10 H/кг: 180 H / (10 H/кг) = m

Упростим выражение: 180 H * (кг/10 H) = m

Переведем единицы измерения: 18 кг = m

Таким образом, масса ведра со смолой, которую можно поднять в данном случае, равна 18 кг.