Номер 19, страница 82, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 24. Блоки. Наклонная плоскость - номер 19, страница 82.

Условие.

19. Каков наибольший вес груза, который может поднять человек, используя систему блоков, изображённую на рисунке 24.12, если масса человека 60 кг?

Рис. 24.12

Решение.

Дано:

Масса человека, $m_{чел} = 60 \text{ кг}$

Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Найти:

$P_{груза, макс}$ - ?

Решение:

Изображенная на рисунке система блоков состоит из одного подвижного блока, к которому подвешен груз, и одного неподвижного блока. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза (при условии, что вес блока и трение в системе пренебрежимо малы). Неподвижный блок служит для изменения направления приложения силы, что позволяет человеку тянуть веревку вниз, стоя на земле.

Связь между весом груза $P_{груза}$ и силой $\text{F}$, которую необходимо приложить к веревке, для данной системы выражается формулой:

$P_{груза} = 2F$

Человек может приложить к веревке максимальную силу, не отрываясь от земли. Эта максимальная сила $F_{макс}$ равна весу самого человека $P_{чел}$. Если приложенная сила превысит его вес, то по третьему закону Ньютона веревка будет тянуть человека вверх с силой, превосходящей силу тяжести, и он оторвется от опоры.

Вычислим вес человека:

$P_{чел} = m_{чел} \cdot g$

$P_{чел} = 60 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 600 \text{ Н}$

Следовательно, максимальная сила, которую может приложить человек, равна:

$F_{макс} = P_{чел} = 600 \text{ Н}$

Теперь мы можем рассчитать наибольший вес груза, который человек сможет поднять, используя эту максимальную силу:

$P_{груза, макс} = 2 \cdot F_{макс}$

$P_{груза, макс} = 2 \cdot 600 \text{ Н} = 1200 \text{ Н}$

Ответ: наибольший вес груза, который может поднять человек, используя данную систему блоков, составляет 1200 Н.