Номер 607, страница 71 - 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 607, страница 71.

Решение.

Дано:

Сила, действующая на рукоятку, $F_1 = 200 \text{ Н}$

Расстояние, которое проходит конец рукоятки, $s_1 = 1 \text{ м}$

Перемещение винта, $s_2 = 0,5 \text{ см} = 0,005 \text{ м}$

Найти:

Силу, нажимающую на рельс, $F_2$ - ?

Решение:

Винтовой пресс является простым механизмом. Для таких механизмов справедливо «золотое правило механики». В идеальном случае, пренебрегая потерями на трение, работа, совершаемая приложенной силой ($A_1$), равна полезной работе, совершаемой механизмом ($A_2$).

Работа, совершаемая силой $F_1$ на рукоятке, равна произведению этой силы на путь, пройденный точкой ее приложения:

$A_1 = F_1 \cdot s_1$

Полезная работа, совершаемая винтом для сгибания рельса, равна произведению силы давления винта $F_2$ на расстояние, на которое он перемещается:

$A_2 = F_2 \cdot s_2$

Согласно «золотому правилу механики», $A_1 = A_2$, следовательно, мы можем приравнять правые части уравнений:

$F_1 \cdot s_1 = F_2 \cdot s_2$

Из этого равенства выразим искомую силу $F_2$, с которой винт давит на рельс:

$F_2 = \frac{F_1 \cdot s_1}{s_2}$

Подставим числовые значения из условия, предварительно убедившись, что все они приведены в систему СИ:

$F_2 = \frac{200 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м}}{0,005 \text{ м}} = 40000 \text{ Н}$

Полученное значение можно также выразить в килоньютонах (кН), зная, что $1 \text{ кН} = 1000 \text{ Н}$:

$40000 \text{ Н} = 40 \text{ кН}$

Ответ: сила, нажимающая на рельс, равна $40000 \text{ Н}$ (или $40 \text{ кН}$).