Question

Пользуясь шестом как рычагом, человек поднял груз на высоту 0,2 м, совершив работу 280 Дж. Длинное плечо рычага в 5 раз больше короткого. С какой силой человек действовал на рычаг?

Answer 1

Найдем силу с какой рычаг действовал на груз: по формуле A=Fh у нас все есть и поэтом найдем F=A/h
Условие равновесия рычага Fl(1)=Fl(2)
Т.к. одно плече болше в 5 раз то F(человека)5l(2)=Fl(2) и F(человека)=F/5=280

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии. Работа, которую совершил человек при поднятии груза, равна потенциальной энергии, которую получил груз:

Работа = Потенциальная энергия 280 Дж = м * g * h,

где m - масса груза, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²), h - высота подъема.

Мы знаем, что h = 0.2 м, поэтому:

280 Дж = m * 9.81 м/с² * 0.2 м, m = 280 Дж / (9.81 м/с² * 0.2 м), m = 71.43 кг.

Теперь мы можем рассмотреть рычаг. По определению, момент силы на рычаге равен моменту силы на грузе. Момент силы рассчитывается как произведение силы на длину плеча:

Момент силы = Сила * Длина плеча.

Пусть F - это сила, с которой человек действует на рычаг, и пусть L будет длиной короткого плеча. Тогда длина длинного плеча будет 5L.

Мы знаем, что работа, совершенная человеком, равна моменту силы, поэтому:

280 Дж = F * L.

Также, по определению, момент силы на рычаге равен моменту силы на грузе:

Момент силы на рычаге = Момент силы на грузе, F * 5L = m * g * L.

Теперь мы можем решить это уравнение относительно F:

F = (m * g * L) / (5L), F = m * g / 5.

Подставляя значение m = 71.43 кг и g = 9.81 м/с²:

F = (71.43 кг * 9.81 м/с²) / 5, F = 139.56 Н.

Таким образом, сила, с которой человек действовал на рычаг, составляет около 139.56 Ньютона.