Номер 599, страница 70 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 25. Применение правила равновесия рычага к блоку. «Золотое правило» механики. Центр тяжести тела - номер 599, страница 70.

Решение.

Дано:

Масса груза, $m = 50$ кг

Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Найти:

$F_{оси.неподв.}$ — сила, приложенная к оси неподвижного блока

$F_{крючка}$ — сила, приложенная к крючку

$F_{оси.подвиж.}$ — сила, приложенная к оси подвижного блока

Решение:

1. Сначала определим вес груза $\text{P}$. Вес — это сила, с которой груз действует на подвес (ось подвижного блока) из-за притяжения к Земле. Рассчитаем его по формуле:

$P = m \cdot g = 50 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 500 \text{ Н}$

2. Подвижный блок, который используется в данной системе, дает выигрыш в силе в 2 раза (если пренебречь весом блока и трением). Это означает, что вес груза $\text{P}$ равномерно распределяется между двумя участками веревки, на которых висит подвижный блок. Поскольку подъем груза происходит равномерно, система находится в состоянии равновесия. Сила натяжения веревки $\text{T}$ будет в два раза меньше веса груза:

$T = \frac{P}{2} = \frac{500 \text{ Н}}{2} = 250 \text{ Н}$

Согласно закону Паскаля для веревок и тросов, сила натяжения $\text{T}$ одинакова по всей длине веревки.

Теперь можем найти искомые силы.

к оси неподвижного блока?

На ось неподвижного блока действуют две силы натяжения веревки $\text{T}$, направленные вниз. Одна сила от участка веревки, идущего вверх от подвижного блока, а вторая — от участка, за который тянут. Суммарная сила, приложенная к оси неподвижного блока, равна их сумме:

$F_{оси.неподв.} = T + T = 2T = 2 \cdot 250 \text{ Н} = 500 \text{ Н}$

Ответ: $500 \text{ Н}$

к крючку, к которому привязан правый конец верёвки?

К крючку привязан один конец веревки. Сила, которая действует на крючок, равна силе натяжения веревки $\text{T}$.

$F_{крючка} = T = 250 \text{ Н}$

Ответ: $250 \text{ Н}$

к оси подвижного блока?

К оси подвижного блока непосредственно подвешен груз. Поэтому сила, которая приложена к этой оси, равна весу груза $\text{P}$.

$F_{оси.подвиж.} = P = 500 \text{ Н}$

Ответ: $500 \text{ Н}$