
1. Обчисліть роботу,яка здійснюється при підйомі важкого ящика на висоту 12 см за допомогою важеля
з відношенням плечей 10:1,коли сила,яка діє на довге плече,дорівнює 150 Н. 2. За допомогою рухомого блока піднімають вантаж, прикладаючи силу 100 Н. Визначте силу тертя, якщо вага блока дорівнює 20 Н, а вага вантажу 165 Н. 3. За допомогою рухомого блока рівномірно піднімають вантаж, прикладаючи до кінця вірьовки силу 100 Н. Визначте силу тертя, якщо маса самого блока дорівнює 2 кг,а маса вантажу 16,5 кг. Яка буде корисна та затрачена робота і ККД установки, якщо висота підйому вантажу 4 м?

Ответы на вопрос

Ответ:
1. Работа 180 Дж; 2. Сила трения 7,5 Н;
3. Сила трения 7,5 Н; полезная работа 740 Дж; затраченная работа 800 Дж; КПД 92,5%.
Объяснение:
1. Вычислите работу, которая осуществляется при подъеме тяжелого ящика на высоту 12 см с помощью рычага с отношением плеч 10: 1, когда сила, действующая на длинное плечо, равна 150 Н.
h = 12 см = 0.12 м
х₁ : х₂ = 10 : 1
F₁ = 150 H
g = 10 Н/кг
--------------------
А - ?
--------------------
Найдём силу тяжести P поднимаемого груза
Работа по подъёму этого груза
А = P · h = 1500 · 0,12 = 180 (Дж)
2. С помощью подвижного блока поднимают груз, прикладывая силу 100 Н. Определите силу трения, если вес блока равна 20 Н, а вес груза 165 Н.
F = 100 H
P₁ = 20 H
P₂ = 165 H
---------------------
Fтр - ?
--------------------
При отсутствии трения подъём груза даёт выигрыш в силе в два раза, то есть сила F₁, с которой можно поднять груз с блоком при отсутствии трения равна
F₁ = 0.5 (P₁ + P₂) = 0.5 · (20 + 165) = 92.5 (H)
Cила трения в данной системе
Fтр = F - F₁ = 100 - 92.5 = 7.5 (H)
3. С помощью подвижного блока равномерно поднимают груз, прикладывая к концу веревки силу 100 Н. Определите силу трения, если масса самого блока равна 2 кг, а масса груза 16,5 кг. Какой будет полезная и затраченная работа и КПД установки, если высота подъема груза 4 м?
F = 100 H
m₁ = 2 кг
m₂ = 16.5 кг
g = 10 Н/кг
h = 4 м
-----------------
Fтр - ?
Ап - ?
Аз - ?
η - ?
-----------------
При отсутствии трения подъём груза даёт выигрыш в силе в два раза, и проигрыш в расстоянии в два раза, то есть сила F₁, с которой можно поднять груз с блоком при отсутствии трения равна
F₁ = 0.5 (m₁g + m₂g) = 0.5 · (2 · 10 + 16.5 ·10) = 92.5 (H)
Сила трения
Fтр = F - F₁ = 100 - 92.5 = 7.5 (H)
Полезная работа
Ап = (m₁g + m₂g) · h = (2 · 10 + 16.5 ·10) · 4 = 740 (Дж)
Затраченная работа
Аз = F · 2h = 100 · 2 · 4 = 800 (Дж)
КПД установки



Для обчислення роботи, яка здійснюється при підйомі важкого ящика за допомогою важеля, використаємо формулу для роботи:
Робота (W) = Сила (F) * Відстань (d)
Спершу знайдемо відстань, на яку піднімається ящик. Оскільки важіль має відношення плечей 10:1, то відстань, на яку піднімається ящик (d), буде дорівнювати 12 см / 10 = 1.2 см = 0.012 м.
Тепер обчислимо роботу:
W = 150 Н * 0.012 м = 1.8 Дж
Робота, яка здійснюється при підйомі ящика, дорівнює 1.8 Дж.
Для визначення сили тертя, яка діє на рухомий блок, використаємо другий закон Ньютона:
Сума сил по горизонталі = маса * прискорення
Сума сил по горизонталі включає силу, прикладену до блока (100 Н) і силу тертя (F_тертя). Маса блока дорівнює 20 Н, а маса вантажу 165 Н.
Сума сил: 100 Н - F_тертя = (20 Н + 165 Н) * a
Сума мас: 20 Н + 165 Н = 185 Н
Знаючи це, ми можемо знайти прискорення:
100 Н - F_тертя = 185 Н * a
F_тертя = 100 Н - 185 Н * a
Зараз нам потрібно обчислити прискорення. Використовуючи другий закон Ньютона:
a = F / m
де F - сила, m - маса
a = 100 Н / 185 Н = 0.54 м/с² (округлено до двох знаків)
Тепер, використовуючи отримане прискорення, можемо знайти силу тертя:
F_тертя = 100 Н - 185 Н * 0.54 м/с² = 100 Н - 99.9 Н = 0.1 Н
Сила тертя, яка діє на рухомий блок, дорівнює 0.1 Н.
Для обчислення корисної та затраченої роботи, а також коефіцієнта корисної дії (ККД), спочатку знайдемо силу тертя, яка діє на рухомий блок.
Вже знайдена сила тертя дорівнює 0.1 Н.
Робота (W_тертя) здійснена проти сили тертя при піднятті блока:
W_тертя = F_тертя * відстань підйому = 0.1 Н * 4 м = 0.4 Дж
Тепер знайдемо корисну роботу і затрачену роботу:
Корисна робота (W_корисна) - це робота, яка здійснюється при піднятті вантажу:
W_корисна = сила, прикладена до вантажу * відстань підйому = 100 Н * 4 м = 400 Дж
Затрачена робота (W_затрачена) - це робота, яка здійснюється для переміщення блока проти сили тертя:
W_затрачена = W_тертя = 0.4 Дж
Тепер можемо знайти ККД:
ККД = (Корисна робота) / (Затрачена робота) = 400 Дж / 0.4 Дж = 1000
ККД установки дорівнює 1000, що вказує на дуже ефективну систему підняття вантажу.


Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili