Необходимо поднять груз массой 10 кг. Какой из предложенных вариантов (см. рисунок) подойдёт, если используемый канат выдерживает максимальную силу натяжения, равную 70 Н? Ускорение свободного падения равно 10 м/с². Выберите верный ответ.

Для решения этой задачи, нам нужно рассчитать силу натяжения каната в каждом из предложенных вариантов и сравнить её с максимально допустимой силой натяжения (70 Н).

1. Вариант 1: В первом варианте используется простой блок. Простой блок не дает выигрыша в силе, а только изменяет направление действия силы. Таким образом, сила натяжения каната равна весу груза. Вес груза можно рассчитать по формуле:

   $$P = mg$$

   где:

   • (P) - вес груза,
   • (m) - масса груза (10 кг),
   • (g) - ускорение свободного падения (10 м/с²).

   Подставляем значения:

   $$P = 10 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 100 \text{ Н}$$

   Сила натяжения каната в этом случае равна 100 Н, что превышает максимально допустимую силу в 70 Н. Следовательно, этот вариант не подходит.

2. Вариант 2: Во втором варианте используется подвижный блок. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Это значит, что сила, которую нужно приложить, чтобы поднять груз, в 2 раза меньше веса груза. Вес груза, как мы уже рассчитали, равен 100 Н. Следовательно, сила натяжения каната будет равна:

   $$F = \frac{P}{2} = \frac{100 \text{ Н}}{2} = 50 \text{ Н}$$

   Сила натяжения каната в этом случае равна 50 Н, что меньше максимально допустимой силы в 70 Н. Следовательно, этот вариант подходит.

3. Вариант 3: В третьем варианте используется комбинация неподвижного и подвижного блоков. Неподвижный блок, как и в первом случае, не дает выигрыша в силе, а только меняет направление. Подвижный блок, как и во втором случае, дает выигрыш в силе в 2 раза. Следовательно, сила натяжения каната будет равна:

   $$F = \frac{P}{2} = \frac{100 \text{ Н}}{2} = 50 \text{ Н}$$

   Сила натяжения каната в этом случае равна 50 Н, что меньше максимально допустимой силы в 70 Н. Следовательно, этот вариант тоже подходит.

Таким образом, варианты 2 и 3 подходят, так как сила натяжения каната в них не превышает 70 Н.