С помощью рычага подняли груз массой 12 кг на высоту 30 см. Длинное плечо рычага в 8 раз больше короткого. Какую силу надо приложить к большому плечу, если КПД рычага 80%? На сколько опустится при этом конец длинного плеча?
Для решения данной задачи воспользуемся принципом механического равновесия:
F1 l1 = F2 l2
Где F1 и F2 - силы, действующие на плечи рычага, l1 и l2 - длины плеч.
Из условия известно, что l2 = 8 * l1. Подставим это в уравнение:
F1 l1 = F2 8 * l1
F2 = F1 / 8
Также известно, что КПД рычага равен 0.8, что означает, что работа, затраченная на подъем груза, равна работе, которая была затрачена на приложение силы. Таким образом:
F1 l1 0.8 = m g h
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота поднятия груза.
Подставляем известные значения и решаем уравнение относительно F1:
F1 = (12 9.8 0.5) / (0.8 * 0.3) = 147 Н
Теперь найдем силу, необходимую для поднятия груза:
F2 = 147 Н / 8 = 18.375 Н
Теперь найдем, насколько опустится конец длинного плеча:
h = F2 l2 / (m g) = 18.375 2.4 / (12 9.8) = 0.45 м
Таким образом, чтобы поднять груз массой 12 кг на высоту 30 см, необходимо приложить силу 18.375 Н к большому плечу рычага, при этом конец длинного плеча опустится на 45 см.
Для решения данной задачи воспользуемся принципом механического равновесия:
F1 l1 = F2 l2
Где F1 и F2 - силы, действующие на плечи рычага, l1 и l2 - длины плеч.
Из условия известно, что l2 = 8 * l1. Подставим это в уравнение:
F1 l1 = F2 8 * l1
F2 = F1 / 8
Также известно, что КПД рычага равен 0.8, что означает, что работа, затраченная на подъем груза, равна работе, которая была затрачена на приложение силы. Таким образом:
F1 l1 0.8 = m g h
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота поднятия груза.
Подставляем известные значения и решаем уравнение относительно F1:
F1 = (12 9.8 0.5) / (0.8 * 0.3) = 147 Н
Теперь найдем силу, необходимую для поднятия груза:
F2 = 147 Н / 8 = 18.375 Н
Теперь найдем, насколько опустится конец длинного плеча:
h = F2 l2 / (m g) = 18.375 2.4 / (12 9.8) = 0.45 м
Таким образом, чтобы поднять груз массой 12 кг на высоту 30 см, необходимо приложить силу 18.375 Н к большому плечу рычага, при этом конец длинного плеча опустится на 45 см.