Question

Из колодца с воротом достают воду. Радиус вала составляет 8 см, а длина рукоятки — 40 см. Какую силу необходимо приложить,чтобы достать из колодца 10 литров воды?​

Answer 1

Ответ: 20Н

Объяснение: для решения этой задачи примем силу тяжести ведра за F1, радиус вала за l1, силу, которую надо приложить за F2, длину рукояти ворота за l2. Сила тяжести ведра равна: 10*10=100Н

Составим уравнение F1*l1=F2*l2;

F2=F1*l1/l2=100*0,08/0,4=20Н.

Answer 2

Чтобы рассчитать необходимую силу для извлечения 10 литров воды из колодца с воротом, нам понадобится учесть несколько факторов, таких как плотность воды и механические принципы рычага.

1. Объем воды: 10 литров воды равны 10,000 кубическим сантиметрам (1 литр = 1,000 кубических сантиметров).

2. Плотность воды: Плотность воды приблизительно равна 1 г/см³ или 1 кг/литр.

3. Гравитационная сила: Ускорение свободного падения $g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2$.

4. Механический принцип рычага: Используем принцип моментов для рычага. Момент силы $M$ равен произведению силы $F$ на радиус рукоятки $R$: $M = F \times R$

5. Подставим объем воды в массу, используя плотность: Масса $m$ воды равна её объему умноженному на плотность: $m = \text{плотность} \times \text{объем}$

6. Связь силы и массы: Гравитационная сила $F$ равна массе, умноженной на ускорение свободного падения: $F = m \times g$

Теперь можем объединить эти шаги для вычисления необходимой силы $F$.

Шаг 1: Рассчитаем массу воды в килограммах: $m = \text{плотность воды} \times \text{объем воды}$ $m = 1 \, \text{кг/л} \times 10 \, \text{л} = 10 \, \text{кг}$

Шаг 2: Рассчитаем момент силы, необходимой для извлечения воды: $M = F \times R$ $F = \frac{M}{R}$

Длина рукоятки в метрах: $R = 40 \, \text{см} = 0.4 \, \text{м}$.

Шаг 3: Рассчитаем необходимую силу: $F = \frac{10 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2}{0.4 \, \text{м}}$

Теперь вычислим это:

$F ≈ 245.25 \, \text{Н}$

Таким образом, чтобы достать из колодца 10 литров воды, необходимо приложить примерно 245.25 Н (ньютона) силы.