Краткая запись:
- Вес собаки (сила тяжести, Fт): 300 Н
- Коэффициент полезного действия (КПД): 75%
- Тип блока: неподвижный
- Найти: Прикладываемая сила (F) — ?
Краткое пояснение: Для решения задачи используем формулу КПД для механизма: КПД = (Полезная работа / Затраченная работа) * 100%. В данном случае полезная работа равна весу собаки, а затраченная — силе, которую прикладывает Маша, умноженной на расстояние, которое она проходит (что для неподвижного блока равно расстоянию подъема груза).
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определяем полезную работу. Полезная работа (A_пол) равна весу собаки, так как это сила, которую мы преодолеваем:
\( A_{пол} = F_т = 300 \) Н. - Шаг 2: Используем формулу КПД для неподвижного блока. Для неподвижного блока КПД рассчитывается как отношение силы тяжести к силе, которую прикладывает Маша:
\( КПД = \frac{F_т}{F} \) (при условии, что расстояние подъема равно расстоянию, на которое действует сила F). - Шаг 3: Выражаем силу, которую прикладывает Маша (F), из формулы КПД:
\( F = \frac{F_т}{КПД} \) - Шаг 4: Подставляем значения и рассчитываем силу. Не забываем перевести КПД из процентов в десятичную дробь (75% = 0.75):
\( F = \frac{300 \text{ Н}}{0.75} = 400 \) Н.
Ответ: 400 Н