Соднородного рычага массой г, лежащего на неподвижной опоре , уравновешены груз и сосуд с водой, на поверхности которой плавает шарик. масса груза составляет cуммарная масса сосуда с водой равна а масса шарика – рычаг и груз соединены с нити, переброшенной через два неподвижных блока. рычаг принимает горизонтальное положение, а части нитей, не касающиеся блоков, располагаются либо горизонтально, либо вертикально. с какой силой рычаг давит на опору? ответ выразить в н, округлив до десятых. ускорение свободного падения н кг. массой блоков и нити, а также трением в осях блоков пренебречь.
Внимательно посмотрим на два основных типа блока: подвижный и неподвижный (см. рисунок).
Для неподвижного блока груз поднимается под действием силы натяжения веревки Т на высоту h, в то же время, другой конец веревки опускается на расстояние h под действием силы F, равной T, их работы:
Но так как
то и работы этих сил равны между собой.
Для подвижного блока груз поднимается на высоту h под действием силы натяжения веревки Т, но другой конец вытягивается на 2h за счет вдвое меньшей силы, сравним их работы:
Пришли к тому же результату, т.е. и подвижный блок не дает выигрыша в работе.
На самом деле отсутствие выигрыша в работе является следствием золотого правила механики: Во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии, а работа, как произведение этих двух величин, никак не меняется.
Более того, в реальных механизмах, полезная работа всегда оказывается меньше затраченной из-за наличия силы трения и т.д. Поэтому КПД реальных механизмов всегда меньше 1.
Нам пригодится формула P=F/S
где P-давление, F-сила ( в нашем случае это сила тяжести или вес (вес это не масса!)), S- площадь опоры ( в нашем случае подошвы ботинка)
S подошвы= (774+100/2)*0,25=206 см2=2,06*10-⁴ м²Что касается веса, то когда мы стоим P=mg, где P- вес соответственно P=70 кг*10 H/кг =700 HПо первой формуле рассчитываем давление P=2,06*10-⁴ м² /700 H= 3*10-³ Па (это если мы стоим на одной ноге т.е. при ходьбе , если мы будем ступать ровно ногой не носком, тогда это будет максимальное давление и если не учитывать ускорение ноги)Если мы будем стоять на месте, т.е. двумя ногами, значит, площадь будет в 2 раза больше и соответственно давление в 2 раза уменьшится т.е. будет 1.5*10-³ Па