Номер 4, страница 144 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Параграф 61. Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило» механики - номер 4, страница 144.

Решение.

Задача 1.

Дано:

Масса груза: $m = 300$ кг
Прилагаемая сила: $F = 490$ Н
Ускорение свободного падения: $g \approx 9.8$ Н/кг

Найти:

Возможно ли поднять груз - ?
Как это сделать - ?

Решение:

Сначала определим вес груза, то есть силу тяжести $\text{P}$, действующую на него. Эта сила и есть та, которую нужно преодолеть, чтобы поднять груз. Вес рассчитывается по формуле:
$P = m \cdot g$
Подставим числовые значения:
$P = 300 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 2940$ Н

Человек прикладывает силу $F = 490$ Н. Поскольку сила, которую может приложить человек, меньше веса груза ($490 \text{ Н} < 2940 \text{ Н}$), поднять его напрямую невозможно. Необходимо использовать механизм, дающий выигрыш в силе, например, систему блоков (полиспаст).

Выигрыш в силе, который должна обеспечить система блоков, равен отношению веса груза к прилагаемой силе. Обозначим этот выигрыш буквой $\text{n}$ :
$n = \frac{P}{F}$
$n = \frac{2940 \text{ Н}}{490 \text{ Н}} = 6$

Это означает, что для подъема груза требуется система блоков, которая дает выигрыш в силе в 6 раз. В идеальной системе блоков (без учета трения и веса самих блоков) выигрыш в силе равен количеству участков веревки, на которых висит груз (точнее, подвижная обойма блоков).

Следовательно, чтобы поднять груз, можно использовать полиспаст, состоящий, например, из трех подвижных и трех неподвижных блоков. В такой системе груз будет поддерживаться шестью участками веревки, и сила, необходимая для его подъема, уменьшится в 6 раз.

Ответ:
Да, человек может поднять груз массой 300 кг, прилагая силу 490 Н. Для этого нужно использовать систему блоков (полиспаст), дающую выигрыш в силе в 6 раз. Например, это может быть система из 3 подвижных и 3 неподвижных блоков, где груз подвешен на 6 ветвях каната.