Номер 78, страница 73, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 4. Простые механизмы - номер 78, страница 73.

Условие.

78. На рисунке 23 изображён подъём груза с помощью системы блоков.

а) Сколько в этой системе подвижных блоков и сколько неподвижных?

б) Получается ли при этом выигрыш в силе, и если да, то какой?

Рис. 23

Решение.

а) Сколько в этой системе подвижных блоков и сколько неподвижных?

В представленной системе блоков можно выделить два типа: неподвижные и подвижные.

Неподвижными называются блоки, оси которых закреплены и не изменяют своего положения при подъеме или опускании груза. На рисунке 23 таких блока два, они прикреплены к верхней опоре.

Подвижным называется блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом. В данной системе такой блок один, к его оси подвешен груз.

Ответ: В системе 2 неподвижных блока и 1 подвижный блок.

б) Получается ли при этом выигрыш в силе, и если да, то какой?

Да, данная система блоков даёт выигрыш в силе. Выигрыш в силе обеспечивается подвижными блоками. Неподвижные блоки в данной системе служат для изменения направления действия силы, но не дают выигрыша в ней.

Вес груза $\text{P}$ распределяется поровну между участками веревки, на которых висит подвижный блок. На рисунке видно, что подвижный блок поддерживают два участка веревки. Следовательно, сила натяжения $\text{T}$ в каждом из этих участков равна половине веса груза (при условии, что система находится в равновесии или движется равномерно):

$P = 2T$

Сила $\text{F}$, которую нужно приложить к свободному концу веревки, равна силе натяжения веревки $\text{T}$ (в идеальной системе без трения и веса веревки):

$F = T$

Подставив $\text{F}$ в первое уравнение, получим:

$P = 2F$

Выигрыш в силе — это отношение веса груза $\text{P}$ к приложенной силе $\text{F}$. Из полученной формулы он равен:

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

Это означает, что для подъема груза требуется приложить силу в два раза меньшую, чем его вес.

Ответ: Да, получается выигрыш в силе в 2 раза.