1 Автомобиль под действием силы тяги 1,5 кН двигался равномерно со скоростью 36 км/ч в течение 5 мин. Определить механическую работу, совершенную двигателем автомобиля.
2 На левое плечо рычага длиной 20 см действует сила 500 Н. Груз какой массы уравновесит рычаг, если его подвесить на расстоянии 1 м справа от точки опоры?
3 Вес подвижного блока 40 Н. Какую силу надо приложить, чтобы поднять груз массой 65 кг?
4 К концам невесомого рычага подвешены грузы массами 4 кг и 24 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 4 см. Определите длину рычага, если рычаг находится в равновесии.
Пользуясь одним подвижным и одним неподвижным блоками, груз массой 80 кг подняли равномерно на высоту 8 м. Какая сила была приложена к свободному концу веревки и какая работа выполнена во время подъема груза, если КПД устройства 80%?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала рассчитаем работу силы тяги. Работа равна произведению силы на путь, по которому сила действует. Так как движение происходило равномерно, то можно воспользоваться формулой для работы равномерно движущегося тела: работа = сила * путь.

Сначала переведем скорость в м/c: 36 км/ч = 36 1000 /3600 = 10 м/c
Путь, пройденный за 5 минут: 10 5 60 = 3000 м
Сила тяги 1,5 кН = 1,5 1000 = 1500 Н

Теперь можно рассчитать работу: работа = 1500 * 3000 = 4500000 Дж

Сила уравновесившая рычаг равна произведению массы груза на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/c^2). Также известно, что момент силы на левом конце рычага равен моменту силы на правом конце: 50 0,2 = F 1
Отсюда F = 50 * 0,2 / 1 = 10 Н
Масса груза, уравновешивающая рычаг: 10 / 9,8 = 1,02 кг

Сначала рассчитаем силу тяжести груза массой 65 кг: 65 * 9,8 = 637 Н
Так как вес подвижного блока 40 Н, то сила, которую надо приложить для подъема груза, равна сумме веса груза и веса подвижного блока: 637 + 40 = 677 Н

Поскольку равновесие нарушено, момент силы на левом конце рычага должен быть равен моменту силы на правом конце: F1 x1 = F2 x2, где F1 и F2 - силы натяжения веревок, x1 и x2 - расстояния от точки опоры до грузов.
Учитывая условие равновесия, можем записать: F1 0.04 = F2 0.01. Решив систему уравнений, найдем длину рычага: 0.04 / 0.01 = 4 м.

Работа, совершенная при подъеме груза равна произведению силы, приложенной к свободному концу веревки, на путь подъема груза. Работа = сила путь. Сначала найдем работу, совершенную при подъеме груза без учета КПД устройства: работа = масса g h = 80 9,8 * 8 = 6272 Дж. Учитывая КПД 80%, реальная работа, совершенная устройством, равна 6272 / 0,8 = 7840 Дж. Вычислим силу, приложенную к свободному концу веревки: сила = работа / путь = 7840 / 8 = 980 Н.