На наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 3 м лежит груз массой 50 кг. Какую силу надо приложить вдоль плоскости, чтобы удержать этот груз, если сила трения составляет 80 Н.
Дано :
s = 5 м
h = 3 м
m = 50 кг
Fтр. = 80 Н
F - ?
Для начала рассмотрим случай когда мы прикладываем максимально возможную силу при которой груз остаётся на месте
Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось Ох
( см. рисунок )
Оx : 0 = Fmax - mgsinα - Fтр.
Тогда
Fmax = mgsinα + Fтр.
Но мы знаем что
sinα = h/s
Значит
Fmax = ( mgh )/s + Fтр.
Fmax = ( 50 * 10 * 3 )/5 + 80 = 380 Н
Теперь рассмотрим случай когда мы прикладываем минимально возможную силу при которой груз остаётся на месте
Тело в отсутствии силы Fmin будет "соскальзывать" с наклонной плоскости под действием силы mgsinα но препятствовать этому движению будет сила трения Fтр.
Найдём разницу сил
( sinα = h/s )
mgsinα - Fтр. = 50 * 10 * 3/5 - 80 = 220 Н
Как раз таки эта сила нам и необходима для поддержания тела в состоянии покоя ( при минимально возможной силе )
2) Чтобы поднять груз на высоту надо совершить работу. Она равна силе, умноженной на расстояние (высоту). Поднимая груз мы преодолеваем силу тяжести, значит поднимающая сила равна m*g=100*10=1000Н. Значит для поднятия этого груза требуется работа 1000*5=5000Дж. Если бы не было потерь, то такую работу и надо было выполнить, но рычаг 30% работы поглощает (на трение и т.д.), значит 5000 Дж это лишь 70% от выполненной работы. Значит вся работа равна 5000/0,7=7142,85Дж (округлённо) 3) Подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза, значит действующая на трос сила должна быть в два раза меньше веса груза F=P/2=54*10/2=270Н. Но к тросу прикладывается сила в 360 Н, значит 360-270=90Н теряется (уходит на трение и т.д.) Следовательно КПД блока равен 270/360*100=75%.
ВНИМАНИЕ Я НЕ УВЕРЕН
ответ: Fmax = 380 Н
Fmin = 220 Н
Объяснение:
На наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 3 м лежит груз массой 50 кг. Какую силу надо приложить вдоль плоскости, чтобы удержать этот груз, если сила трения составляет 80 Н.
Дано :
s = 5 м
h = 3 м
m = 50 кг
Fтр. = 80 Н
F - ?
Для начала рассмотрим случай когда мы прикладываем максимально возможную силу при которой груз остаётся на месте
Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось Ох
( см. рисунок )
Оx : 0 = Fmax - mgsinα - Fтр.
Тогда
Fmax = mgsinα + Fтр.
Но мы знаем что
sinα = h/s
Значит
Fmax = ( mgh )/s + Fтр.
Fmax = ( 50 * 10 * 3 )/5 + 80 = 380 Н
Теперь рассмотрим случай когда мы прикладываем минимально возможную силу при которой груз остаётся на месте
Тело в отсутствии силы Fmin будет "соскальзывать" с наклонной плоскости под действием силы mgsinα но препятствовать этому движению будет сила трения Fтр.
Найдём разницу сил
( sinα = h/s )
mgsinα - Fтр. = 50 * 10 * 3/5 - 80 = 220 Н
Как раз таки эта сила нам и необходима для поддержания тела в состоянии покоя ( при минимально возможной силе )
Соответственно Fmin = 220 Н
Подробнее - на -