Question

Почему произведение силы на перемещение остаётся одним и тем же )

Answer 1

Произведение силы на перемещение есть физическая величина под названием работа.
$A = F \times S$
Существует множество механизмов, которые дают выигрыш в силе (например, подвижный блок), но тем не менее в работе все эти механизмы выигрыша не дают, следовательно, произведение силы на перемещение остаётся неизменным.
Золотое правило механики звучит так: ни один из простых механизмов не дает выигрыша в работе; во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии.
Что это значит? Допустим, мы хотим поднять груз массой 20 кг на высоту 10 м. Тогда работа, которую мы должны выполнить будет равна
$A =mgh = 20 \times 10 \times 10 = 2000$
Если мы будем тот же груз поднимать с подвижного блока (он даёт выигрыш в силе в 2 раза, но при этом столько же проигрывает в расстоянии), то работа будет равна

$A = \frac{mg}{2} \times 2h$

$A = \frac{20 \times 10}{2} \times 2 \times 10 = 20 \times 10 \times 10 = 2000$

Таким образом, работа на поднятие груза осталась неизменной даже при использовании механизмов.