Какую силу необходимо прикладывать к рукоятке ворота, чтобы поднять с его помощью ведро объёмом 10 л, полностью заполненное водой? Масса ведра 1 кг, диаметр ворота равен 18 см, длина рукоятки 33 см, плотность воды 1000 кг/м³.

1. Рассчитаем массу воды: Масса = Плотность × Объём = 1000 кг/м³ × 0.01 м³ = 10 кг.
2. Общая масса, которую нужно поднять: Масса ведра + Масса воды = 1 кг + 10 кг = 11 кг.
3. Сила тяжести: F = m × g = 11 кг × 9.8 м/с² ≈ 107.8 Н.
4. Радиус ворота: r = Диаметр / 2 = 18 см / 2 = 9 см = 0.09 м.
5. Длина рукоятки (плечо приложения силы): R = 33 см = 0.33 м.
6. Используя принцип рычага (F₁R = F₂r), где F₁ - прикладываемая сила, F₂ - сила тяжести: F₁ × 0.33 м = 107.8 Н × 0.09 м.
7. F₁ = (107.8 Н × 0.09 м) / 0.33 м ≈ 29.4 Н.