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

На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити вертикальную силу величиной 20 Н, равномерно поднимают груз.

Если трением в блоке пренебречь, а блок и нить считать невесомыми, то чему равна масса поднимаемого груза?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Дано:
$F = 20 \text{ Н}$
$g = 10 \text{ м/с}^2$ (ускорение свободного падения)
Блок неподвижный, трение отсутствует.
Найти:
$m - ?$

Анализ и физический закон:
1. На рисунке изображён неподвижный блок. Согласно «золотому правилу механики» и свойствам простых механизмов, неподвижный блок не даёт выигрыша в силе. Он служит лишь для изменения направления действия силы.
2. Так как трением в блоке и массой нити с блоком мы пренебрегаем, сила натяжения нити $T$ одинакова по всей её длине. Следовательно, сила $F$ , приложенная к свободному концу нити, равна силе натяжения нити: $T = F$ .
3. Груз поднимают равномерно. Это означает, что ускорение груза равно нулю, и по первому закону Ньютона силы, действующие на груз, скомпенсированы. На груз действуют две силы: сила тяжести $F_{\text{тяж}} = mg$ , направленная вниз, и сила натяжения нити $T$ , направленная вверх.
4. Условие равновесия (равномерного движения) груза: $T = mg$ .
5. Объединяя выражения, получаем: $F = mg$ .

Вывод рабочей формулы:
Из уравнения $F = mg$ выразим массу груза:
$m = \frac{F}{g}$

Вычисления:
Подставим числовые значения:
$m = \frac{20 \text{ Н}}{10 \text{ м/с}^2} = 2 \text{ кг}$

Проверка размерности:
$[m] = \frac{\text{Н}}{\text{м/с}^2} = \frac{\text{кг} \cdot \text{м/с}^2}{\text{м/с}^2} = \text{кг}$

Ответ: 2 кг

Источник: ФИПИ