Номер 3, страница 130 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Задача 1.

В 4 раза:

Чтобы получить выигрыш в силе в 4 раза, необходимо использовать систему, в которой груз поддерживается четырьмя участками верёвки. Для этого можно использовать полиспаст. Простейшая такая система состоит из двух подвижных и двух неподвижных блоков. Неподвижные блоки служат для изменения направления верёвки.

Описание рисунка: система состоит из двух блоков шкивов – верхнего (неподвижного) и нижнего (подвижного). В каждом блоке по два шкива. Груз крепится к оси нижнего подвижного блока. Верёвка крепится к корпусу верхнего неподвижного блока, затем проходит вниз и огибает первый шкив подвижного блока, затем вверх и огибает первый шкив неподвижного блока, затем снова вниз ко второму шкиву подвижного блока и вверх ко второму шкиву неподвижного блока. Свободный конец верёвки, с которого тянет человек, выходит из последнего шкива неподвижного блока. Таким образом, подвижный блок с грузом висит на четырёх участках верёвки, что и даёт теоретический выигрыш в силе в 4 раза.

Ответ: Необходимо использовать систему (полиспаст), состоящую из двух подвижных и двух неподвижных блоков, чтобы 4 нити верёвки поддерживали груз.

В 6 раз:

Для получения выигрыша в силе в 6 раз, по аналогии, необходимо, чтобы груз поддерживался шестью участками верёвки. Для этого используется полиспаст, состоящий из трёх подвижных и трёх неподвижных блоков.

Описание рисунка: система состоит из двух блоков шкивов – верхнего (неподвижного) и нижнего (подвижного), в каждом из которых по три шкива. Груз прикреплён к подвижному блоку. Верёвка крепится к корпусу верхнего блока, затем последовательно огибает все шесть шкивов (поочерёдно: первый нижний, первый верхний, второй нижний, второй верхний, третий нижний, третий верхний). Свободный конец верёвки тянут вниз. В результате груз поддерживается шестью участками верёвки, что обеспечивает шестикратный выигрыш в силе.

Ответ: Необходимо использовать систему (полиспаст), состоящую из трёх подвижных и трёх неподвижных блоков, чтобы 6 нитей верёвки поддерживали груз.

Задача 2.

Дано:

$h = 7$ м

$F = 160$ Н

$P_{бл} = 20$ Н

Перевод в систему СИ не требуется, так как все величины уже представлены в ней.

Найти:

$\text{A}$

Решение:

Рабочий использует один подвижный блок. Такой блок даёт проигрыш в расстоянии в 2 раза. Это значит, что для подъёма груза на высоту $\text{h}$, рабочий должен вытянуть верёвку на длину $\text{s}$, которая в два раза больше высоты подъёма.

Рассчитаем длину верёвки, которую вытянул рабочий:

$s = 2 \cdot h = 2 \cdot 7 \text{ м} = 14 \text{ м}$

Работа $\text{A}$, совершённая рабочим, равна произведению приложенной им силы $\text{F}$ на расстояние $\text{s}$, на которое была перемещена точка приложения этой силы (то есть на длину вытянутой верёвки).

Формула для расчёта работы:

$A = F \cdot s$

Подставим числовые значения и вычислим работу:

$A = 160 \text{ Н} \cdot 14 \text{ м} = 2240 \text{ Дж}$

Информация о весе блока ($P_{бл}$) в данном случае является избыточной для ответа на вопрос задачи, так как нас просят найти работу, совершённую рабочим, а не полезную работу или вес груза. Приложенная рабочим сила $\text{F}$ уже включает в себя усилие для подъёма самого блока.

Ответ: Рабочий совершил работу $2240$ Дж.