Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
Задание №7
№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
Задание №7
№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
Задание №7
№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
Задание №7
№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
Задание №7
№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность

Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Чему равен модуль силы $\overset{\rightarrow}{F}$ , которую нужно приложить к концу лёгкой нерастяжимой нити, перекинутой через блоки, чтобы уравновесить груз массой 10 кг, подвешенный к оси блока Б (см. рисунок)? Нить и блоки А и Б считать невесомыми, трением пренебречь.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$g = 10 \text{ Н/кг}$
Блоки и нить невесомы, трения нет.
--------------------
$F - ?$

Анализ физической ситуации и законы:
1. На рисунке представлена система из двух блоков: неподвижного (А) и подвижного (Б).
2. Блок А является неподвижным, так как его ось закреплена на опоре. Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, он лишь изменяет направление действия силы. Следовательно, сила натяжения нити $T$ по обе стороны от блока А одинакова и равна приложенной силе $F$ : $T = F$ .
3. Блок Б является подвижным, так как его ось перемещается вместе с грузом. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Это происходит потому, что груз удерживается двумя участками одной и той же нити, перекинутой через этот блок.
4. Так как нить невесома и трение отсутствует, сила натяжения $T$ одинакова во всех точках нити.

Вывод рабочей формулы:
Рассмотрим условие равновесия подвижного блока Б. Вниз на него действует сила тяжести груза $P = mg$ . Вверх его удерживают два участка нити, каждый из которых тянет с силой натяжения $T$ .
Условие равновесия для блока Б:
$2 \cdot T = m \cdot g$
Так как $T = F$ , подставим это в уравнение:
$2 \cdot F = m \cdot g$
Отсюда выразим искомую силу $F$ :
$F = \frac{m \cdot g}{2}$

Вычисления:
$F = \frac{10 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг}}{2} = \frac{100}{2} \text{ Н} = 50 \text{ Н}$

Ответ: 50 Н

Источник: ФИПИ