ответ:
объяснение:
поднимают равномерно, значит без ускорения, значит сила натяжения нити t, поднимающая груз, равна силе тяжести m*g:
t = m*g = 100 кг * 10 н/кг = 1000 н.
эта сила натяжения совершает работу (полезную):
aп = t*h
aп = 1000 н * 3 м = 3000 дж
золотое правило механики (т.е. закон сохранения энергии) говорит, что в отсутствии трения для любого механизма выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии. выигрыш в силе равен отношению силы тяжести m*g, действующей на груз, к приложенной силе:
1000 н / 250 н = 4
выигрыш в силе – 4 раза, значит такой же проигрыш в расстоянии, то есть верёвку надо отматать в 4 раза больше, чем высота h, на которую был поднят груз:
s = 4*h
s = 4 * 3 м = 12 м.
ни один механизм не даёт выигрыша в работе, это легко понять, посчитав затраченную работу aз, которая равна произведению приложенной силы f и расстояния s, прошедшего концом верёвки:
aз = f * s = 250 н * 12 м = 3000 дж.
то есть aз = aп. об этом и говорит золотое правило механики. так будет всегда, какой бы мы механизм не придумали, и если мы будем пренебрегать потерями на трение и прочие сопротивления.
если бы мы ещё учли трение, то затраченная работа стала бы больше полезной (за счёт роста требуемой силы f при всём остальном неизменном), и пришлось бы ввести понятие кпд системы блоков.
подробнее - на -
Направим ось OY вертикально вверх,начало оси выберем на глубине h1 от поверхности земли.На участке СО действует внешняя сила (сопротивление грунта),поэтому:
W=A или W-W0=A (1),где W0=mv2/2+mgh1- полная механическая энергия на поверхности земли; W-полная механическая энергия груза на глубине h1 от поверхности земли.
Т.к в точке О у=0 и v=0,то W=0.Работа внешних сил А= -Fh1.
Подставив в выражение (1) значения W, W0 и А в выржение 1,получим 0-( mv2/2+mgh1)= -Fh1 ,откуда F=m(v2/2h1+g) (2)
Для нахождения скорости v используем закон сохранения механической энергии на участке ВС,где внешние силы не действуют: mv02/2+mg(h+h1)=mv2/2+mgh1,откуда
v2=v02+2gh=202+2*10*250=5400, Подставим значение в формулу (2),получим:
F=2*(5402/2*1.5+10)=3620 H
