Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем устройство, изображённое на рисунке, и действующие силы.

Дано:
$m = 200$ кг
$g \approx 10$ Н/кг (ускорение свободного падения)
Блок неподвижный
Подъём равномерный
Трение и масса нити отсутствуют
________________
$F - ?$

Анализ и физические законы:
1. На рисунке изображён неподвижный блок. Ось такого блока закреплена и не перемещается при подъёме груза.
2. Согласно правилам механики, неподвижный блок представляет собой рычаг с равными плечами (плечи сил равны радиусу блока $R$). Такой простой механизм не даёт выигрыша в силе, а служит лишь для изменения направления действия силы.
3. Так как груз поднимают равномерно, то согласно первому закону Ньютона, приложенная сила $F$ по модулю равна силе тяжести $F_{тяж}$, действующей на груз (при условии отсутствия трения).
4. Сила тяжести определяется по формуле: $F_{тяж} = m \cdot g$.

Расчёт:
Для неподвижного блока справедливо равенство:
$F = F_{тяж}$
$F = m \cdot g$
Подставим числовые значения:
$F = 200 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 2000 \text{ Н}$.

Проверка размерности: $[F] = \text{кг} \cdot \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = \text{Н}$. Полученная единица измерения соответствует силе.

Ответ: 2000 Н

Источник: ФИПИ