Задание 22. 1. С помощью подвижного блока груз подняли на высоту 1,5 м. На какую длину при этом был вытянут свободный конец веревки? 2. Рабочий с помощью подвижного блока поднял груз на высоту 7 м, прилагая к свободному концу веревки силу 160 Н. Какую работу он совершил? (Вес блока и силу трения не учитывать.) 3. Как применить блок для выигрыша в расстоянии? 4. Как можно соединить друг с другом неподвижные и подвижные блоки, чтобы получить выигрыш в силе в 4 раза; в 6 раз? 5. Решите задачу 2, учитывая вес блока, равный 20 Н.

Давайте решим эти задачи по физике, используя принцип работы подвижного и неподвижного блоков. Задача 1: При использовании подвижного блока выигрыш в силе составляет 2 раза, но при этом во столько же раз увеличивается длина вытягиваемой веревки. Это связано с тем, что один конец веревки закреплен, а другой тянут. Если груз подняли на высоту 1,5 м, то длина вытянутого конца веревки будет в два раза больше. $$L = 2 * h = 2 * 1.5 \, м = 3 \, м$$ Ответ: Длина вытянутого конца веревки составит 3 метра. Задача 2: Работа, совершаемая рабочим, равна произведению силы, приложенной к веревке, на расстояние, на которое эта веревка была вытянута. $$A = F * L$$ При использовании подвижного блока, чтобы поднять груз на высоту 7 м, необходимо вытянуть веревку на длину: $$L = 2 * h = 2 * 7 \, м = 14 \, м$$ Работа будет равна: $$A = 160 \, Н * 14 \, м = 2240 \, Дж$$ Ответ: Рабочий совершил работу 2240 Дж. Задача 3: Для получения выигрыша в расстоянии, нужно использовать систему блоков и полиспастов. В такой системе несколько подвижных и неподвижных блоков соединены между собой. При этом выигрыш в расстоянии достигается за счет проигрыша в силе. Задача 4: Для получения выигрыша в силе в 4 раза, необходимо использовать систему из одного неподвижного и двух подвижных блоков. В этом случае сила, которую нужно приложить, будет в 4 раза меньше веса груза, но расстояние, на которое нужно вытянуть веревку, будет в 4 раза больше высоты подъема груза. Для получения выигрыша в силе в 6 раз, необходимо использовать систему, в которой один блок является неподвижным, а остальные подвижные, таким образом, чтобы общее количество веревок, поддерживающих груз, было равно 6. Задача 5: Решим задачу 2 с учетом веса блока, равного 20 Н. В этом случае сила, которую необходимо приложить к веревке, будет равна половине суммы веса груза и веса блока. $$F = \frac{P_{груза} + P_{блока}}{2}$$ Работа, совершаемая рабочим, будет равна произведению силы на расстояние. $$A = F * L$$ Вес груза можно найти, зная силу, которую прилагал рабочий без учета веса блока: $$P_{груза} = 2 * 160 \, Н = 320 \, Н$$ Теперь найдем силу с учетом веса блока: $$F = \frac{320 \, Н + 20 \, Н}{2} = 170 \, Н$$ И работа будет равна: $$A = 170 \, Н * 14 \, м = 2380 \, Дж$$ Ответ: Рабочий совершил работу 2380 Дж.