Номер 88, страница 75, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 4. Простые механизмы - номер 88, страница 75.

Условие.

88. Какую силу надо прикладывать к свободному концу верёвки (рис. 29), чтобы поднимать гирю массой 25 кг?

Рис. 29

Решение.

Дано:

Масса гири, $m = 25$ кг

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

Найти:

Силу, которую надо прикладывать к свободному концу верёвки, $\text{F}$ - ?

Решение:

Изображённая на рисунке система состоит из одного подвижного и одного неподвижного блока. Такая система называется полиспаст. Подвижный блок, к которому прикреплена гиря, позволяет получить выигрыш в силе.

Сначала определим вес гири $\text{P}$ (силу тяжести), который необходимо преодолеть для её подъёма. Вес рассчитывается по формуле:

$P = m \cdot g$

Подставим числовые значения:

$P = 25 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 250 \text{ Н}$

Вес гири $\text{P}$ равномерно распределяется на два участка верёвки, поддерживающие подвижный блок. Поэтому сила натяжения $\text{T}$ в каждом участке верёвки будет в два раза меньше веса гири (при условии, что мы пренебрегаем весом самого блока и трением):

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

Неподвижный блок служит только для изменения направления действия силы и не даёт выигрыша в силе. Следовательно, сила $\text{F}$, которую необходимо приложить к свободному концу верёвки, равна силе натяжения верёвки $\text{T}$.

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

Вычислим искомую силу $\text{F}$:

$F = \frac{250 \text{ Н}}{2} = 125 \text{ Н}$

Ответ: чтобы поднимать гирю, к свободному концу верёвки надо прикладывать силу 125 Н.