Молот: масса рабочей части m = 100 кг, длина рукоятки L = 5 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите. а) Чему равно изменение потенциальной энергии [объект на фото неразборчив: воды или молота], падающего с края плотины на уровень оси колеса за t = 1 с? б) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какую максимальную кинетическую энергию (механическую и тепловую) вода может передать колесу за время t = 1 с? в) Во время работы молот поворачивается на максимальный угол α = 30° относительно вертикального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? г) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения и сопротивление воздуха не учитывайте. д) Чему равен КПД всего устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту центра тяжести? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — потенциальную энергию воды.

В условии объединены данные о молоте и вопросы о водяном колесе; в подпункте а также неразборчиво указано, что именно падает. Поэтому расчёты, требующие расхода воды или высоты падения, выполнить по этому фрагменту нельзя. Для подпунктов в–г используем читаемые данные о молоте.

Рукоятка разделена осью на плечи 1 м и 4 м, поскольку их сумма равна 5 м. Предполагаем, что рабочая часть расположена на коротком плече, как обычно показано в такой схеме; сам рисунок с точным расположением на фото неразличим.

в) Центр тяжести рабочей части поднимается на высоту h = 1 м · (1 − cos 30°). Тогда при g = 9,8 м/с² изменение потенциальной энергии равно ΔE = mgh = 100 · 9,8 · (1 − cos 30°) ≈ 131 Дж.

г) При падении эта энергия переходит в кинетическую: mv²/2 = ΔE. Следовательно, v = √(2ΔE/m) ≈ √(2 · 131/100) ≈ 1,6 м/с.

а), б), д) Для расчёта нужны недостающие данные о водяном колесе и однозначное прочтение объекта в подпункте а. Пришлите страницу целиком и более чётко.

Ответ: в) около 131 Дж; г) около 1,6 м/с. Подпункты а), б) и д) по имеющемуся фрагменту однозначно решить нельзя.