Номер 31.10, страница 116 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 31. Блоки. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 31.10, страница 116.

31.10 [н] Какой выигрыш в силе даёт подвижный блок? Сделайте рисунок и обоснуйте ответ.

Какой выигрыш в силе даёт подвижный блок? Сделайте рисунок и обоснуйте ответ.

Решение

Подвижный блок — это блок, ось которого не закреплена и может подниматься и опускаться вместе с грузом. Для определения выигрыша в силе, который он даёт, рассмотрим схему сил, действующих на систему, в идеализированном случае (пренебрегая весом блока, веревки и силами трения).

На рисунке показан подвижный блок, к оси которого прикреплен груз весом $P$. Веревка, перекинутая через блок, одним концом закреплена неподвижно, а за другой ее конец тянут с силой $F$.

Когда система находится в равновесии или груз поднимается равномерно, сила тяжести груза $P$, направленная вниз, уравновешивается двумя силами натяжения веревки, которые действуют на блок вверх. Поскольку веревка одна и та же, сила натяжения во всех ее точках одинакова и равна прикладываемой силе $F$.

Таким образом, на блок действуют три силы: сила $P$ (вес груза) вниз и две силы $F$ (силы натяжения веревки) вверх. Условие равновесия для блока можно записать в виде:

$P = F + F = 2F$

Из этого соотношения мы можем выразить силу $F$, необходимую для подъема груза:

$F = \frac{P}{2}$

Выигрыш в силе — это отношение веса поднимаемого груза $P$ к прикладываемой для его подъема силе $F$.

$\frac{P}{F} = \frac{P}{P/2} = 2$

Следовательно, идеальный подвижный блок позволяет поднять груз, прикладывая силу в два раза меньшую, чем его вес, то есть дает выигрыш в силе в 2 раза.

Ответ: Идеальный подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза.