Чтобы получить большую экономию в силе, Андрей задумал объединить три механизма: наклонную плоскость, блоки и рычаг механизмы объединены в систему так, как это показано на рисунке, а для измерения силы Андрей использует динамометр.

Какой величины потребуется сила F для перемещения груза, вес которого P=375Н, если высота наклонной плоскости h=0,2 м, длина наклонной плоскости l=2 м, плечи рычага l1=1,7 м и l2=8,5 м?
(ответ дай в виде целого числа).

1) когда шар натянул причальный трос, спустя некоторое время система пришла в состояние покоя и силы, действующие на шар, скомпенсировались

пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)

запишем первый закон Ньютона:

Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения

в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:

Fa - mg - F = 0

2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):

Fa - mg = 0

пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.

составим систему уравнений:

p(в) g V = F + mg

p'(в) g V = mg

вычитаем из первого уравнения второе

gV (p(в) - p'(в)) = F

F = p(в) g V / 2.

3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):

P V = m R T / M

делим на объем обе части

P = p R T / M => p = P M / R T.

молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль

F = P M g V / 2 R T

F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,

F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН

Лучше всего использовать принцип сообщающихся сосудов. Его проходят на уроках физики. Суть состоит в том, что если расположить два сосуда на разной высоте и соединить их трубкой, то вода будет перетекать из верхнего в нижний. Однако лучшего всего модернизировать этот механизм. Для этого необходимо установить два сосуда на одинаковой высоте, соединить их двумя трубками. Эти трубки подсоединить к т-образному переходнику. Когда в сосудах будет вода, то она будет литься вниз и выливаться через переходник. Вас остается лишь лить воду в сосуды сверху и ваш фонтанчик будет работать.