Задание №560

Даны приборы: динамометр, трибометр, секундомер, линейка. Измерьте работу и мощность при перемещении бруска. Предложите несколько вариантов опыта.

Решение

1. Определим цену деления динамометра.
2. К крючку динамометра подцепим брусок и определим его вес (P).
3. Равномерно поднимем брусок на высоту линейки трибометра. При этом с помощью секундомера определим время подъема бруска (t).
4. Измерим высоту подъема бруска (h).
5. Вычислим работу, совершенную при подъеме бруска (А = Ph).
6. Вычислим мощность, которую развили при подъеме бруска ($N=\frac{A}{t}$).
7. Положим брусок на конец линейки трибометра и равномерно переместим его на расстояние, равное длине линейки. Заметим по динамометру силу тяги, которая развилась при этом (F).
8. Измерим время движения бруска (t).
9. Вычислите работу силы тяги, совершенную при перемещении бруска по линейке трибометра (А = Fh).
10. Вычислим мощность, которую развили при перемещении бруска ($N=\frac{A}{t}$).

 

Задание №561

Даны приборы: динамометр, линейка, секундомер, трибометр. Вычислите мощность, развиваемую вами при подъёме бруска.

Решение

1. Определим цену деления динамометра.
2. К крючку динамометра подцепим брусок и определим его вес (P).
3. Равномерно поднимем брусок на высоту линейки трибометра. При этом с помощью секундомера определим время подъема бруска (t).
4. Измерим высоту подъема бруска (h).
5. Вычислим работу, совершенную при подъеме бруска (А = Ph).
6. Вычислим мощность, которую развили при подъеме бруска ($N=\frac{A}{t}$).

Задание №562

С помощью секундомера, зная свой вес, определите развиваемую вами мощность при подъёме на высоту 4−го этажа.

Решение

С помощью линейки определим высоту 1−го этажа − $h_{1} = 2,7$ м.
С помощью секундомера определим время, за которое я поднимаюсь на 4−й этаж − t = 20 c.
Вес тела равен 50 кг.
Дано:
$h_{1} = 2,7$ м;
t = 20 c;
m = 50 кг.
Найти:
N − ?
Решение:
Чтобы подняться на 4−й этаж, нужно приложить силу равную силе тяжести.
$h = 4h_{1}$;
$А = Fh = 4 Fh_{1}$;
F = mg;
$N=\frac{A}{t} = \frac{4mgh_{1}}{t}$;
g = 9,8 Н/кг;
$N=\frac{4 * 50 * 9,8 * 2,7}{20} = 265$ Вт.
Ответ: 265 Вт.

Задание №563

В каком случае (рис. 71) палка сильнее давит на плечо? Почему?
рис. 71

Решение

В случае б) палка сильнее давит на плечо, т.к. в этом случае плечо силы тяжести больше, и его сложнее уравновесить.

Задание №564

Если палку держать в руках за концы, то её трудно переломить. Если же середину палки положить на подставку, то переломить её легче. Почему?

Решение

Если палку держать в руках за концы, то её трудно переломить, т.к. рычаг силы равен всей длине палки. Если же поместить посередине палки опору, то рычаг силы становится меньше в 2 раза и сломать палку при этом будет значительно легче.

Задание №565

Какую палку легче разломать на две равные части − длинную или короткую? Почему?

Решение

Чем короче палка, тем сложнее ее сломать, потому что плечо силы становится меньше и нужно приложить большую силу, чтобы ее сломать.

Задание №566

В школьной мастерской мальчик, чтобы сильно зажать в тиски обрабатываемую деталь, берётся не за середину ручки тисков, а за край, Почему?

Решение

Чем дальше от оси винта мальчик будет браться за ручку тисков, тем меньшую силу ему надо будет прикладывать для создания требуемого момента сил на винте.

Задание №567

Почему мальчику, изображённому на рисунке 72,а , удалось сломать палку, а мальчику, изображённому на рисунке 72,б, не удалось?
рис. 72

Решение

На рис. б) плечо силы короткое, следовательно, нужна большая сила, чтобы сломать палку. Это следует из условия равновесия рычага ($F_{1}l_{1} = F_{2} l_{2}$).

Задание №568

Как легче резать ножницами картон − помещая картон ближе к концам ножниц или располагая ближе к их середине?

Решение

Ножницы можно представить как два рычага, скрепленных на общей оси вращения. Картон легче резать помещая его ближе к оси вращения. Уменьшая плечо, увеличиваем силу, действующую на картон.

Задание №569

Почему в случае а велосипедист действует на педали с меньшей силой, чем в случае б (рис. 73)?
рис. 73

Решение

Чем больше плечо силы, тем меньшую силу нужно прикладывать. Плечо силы на рис. а) больше, чем на рис. б) , следовательно, велосипедист действует на педали с меньшей силой.

Задание №570

Объясните, почему получается выигрыш в силе при использовании инструментов, изображённых на рисунке 74. Где используются эти инструменты на практике?
рис. 74

Решение

Инструменты имеют ручки гораздо длиннее лезвий, так как сила сопротивления материала велика и для её уравновешивания плечо действующей силы приходится значительно увеличивать. Ещё больше разница между длиной ручек и расстоянием режущей части от оси вращения в кусачках, предназначенных для перекусывания проволоки.
Эти инструменты на практике используются в электромонтажных работах, ремонтах электротехники, строительстве.

Задание №571

В каком случае (рис. 75) рычаг будет находиться в равновесии?
рис. 75

Решение

Рычаг будет находиться в равновесии ,если действующие на него силы обратно пропорциональны своим плечам.
На рис. а) плечи сил равны, сила $F_{1} > F_{2}$, рычаг не будет находиться в равновесии.
На рис. б) $L_{1} < L_{2}$ в 2 раза, $F_{1} > F_{2}$ в 2 раза, рычаг будет находиться в равновесии.