Question

Вес груза подвешенного к концу веревки составляет 400 Н. Какую силу надо приложить к оси подвижного блока, чтобы поднять груз на 60 см. На сколько опустится ось подвижного блока?​

Answer 1

Дано:

Р=400Н

S=h=60см=0,6м

Найти:

F-?

А-?

Решение:

F=P/2

F=400H/2=200H

A=F×S=P×h

A=400H×0.6м=240Дж

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы механики. Сначала определим, какая сила нам нужна для поднятия груза.

1. Сила, необходимая для поднятия груза: Используем второй закон Ньютона: $F = m \times g$, где $F$ - сила (в ньютонах), $m$ - масса груза (в килограммах), $g$ - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с²).

Масса груза $m$ можно найти, разделив вес на ускорение свободного падения: $m = \frac{F}{g} = \frac{400\,Н}{9.8\,м/с^2} \approx 40.82\,кг.$

Сила, необходимая для поднятия груза, составляет 400 Н.

2. Сила, которую нам нужно приложить к оси подвижного блока: Теперь у нас есть масса груза. Мы можем использовать второй закон Ньютона для груза и блока. Пусть $F_1$ - сила, приложенная к блоку, и $F_2$ - сила натяжения в веревке.

• Для груза: $F_2 = m \times g = 40.82\,кг \times 9.8\,м/с^2 \approx 400\,Н.$

• Для блока: $F_1 = 2 \times F_2 = 2 \times 400\,Н = 800\,Н.$

Таким образом, нам нужно приложить силу в 800 Н к оси подвижного блока, чтобы поднять груз.

3. На сколько опустится ось подвижного блока: Сила, которую мы прикладываем к блоку, также создает момент вокруг оси подвижного блока. Этот момент создает дополнительный вес, который нужно поднять (равный массе груза умноженной на ускорение свободного падения) и, следовательно, приводит к опусканию оси подвижного блока.

Момент силы относительно оси подвижного блока равен $F_1 \times r$, где $r$ - расстояние от оси подвижного блока до веревки (60 см или 0.6 м).

$Момент = 800\,Н \times 0.6\,м = 480\,Н \cdot м.$

Сила, создаваемая этим моментом, приведет к опусканию оси подвижного блока. Используем второй закон Ньютона:

$F_{\text{подвижного блока}} = \frac{Момент}{r} = \frac{480\,Н \cdot м}{0.6\,м} = 800\,Н.$

Таким образом, ось подвижного блока опустится на 0.6 метра (или 60 см) при приложении силы в 800 Н к оси блока.