Блок - задачи и примеры
Может ли человек массой 60 кг поднять с помощью неподвижного блока груза весом 650 Н? Ответ поясните
Р=mg=60*10=600 H < груз весом 650Н - НЕ СМОЖЕТ
Все дело в том, в какую сторону человек прикладывает силу.
А также в том, закреплены у него ноги, или нет.
1) Блок закреплен выше роста человека, веревка перекинута через блок и свободный конец тянется вниз. Ноги человека при этом не закреплены.
Максимальное постоянное усилие, которое в этом случае способен создать человек, равно силе тяжести, которая действует на человека:
F = P = 60*9,8 = 588 (H)
Разумеется, человек способен развить гораздо большее усилие. )) Например, при поднятии самого себя по канату. Что, в конечном итоге, и произойдет в данном случае. Груз, впрочем, будет время от времени подпрыгивать и снова падать на землю. ))
Результат: груз весом 650Н человек поднять не сможет.
2) Те же самые исходные, только ноги человека закреплены.
Мускульного усилия человека массой 60 кг (очевидно, не ребенка) хватает на то, чтобы поднимать груз, вес которого в 2-3 раза превышает вес самого человека. Поэтому груз весом в 650Н поднять будет можно.
3) Веревка перекинута через блок, но человек тянет ее в направлении, перпендикулярном силе тяжести. При достаточной силе трения между ногами человека и поверхностью, по которой он идет, поднять груз будет возможно за счет усилий мускулатуры. Через блок, прикрепленный к потолку с помощью пружины, перебросили веревку. К одному концу веревки прикрепили тело массой m, к другому- пружину, второй конец которой прикреплен к полу. Коэффициенты жесткости пружин k и 3k . На сколько переместится тело по сравнению с моментом, когда пружины не деформированы?
Блок неподвижный, выигрыша в силе нет.
Груз растягивает пружину (2) с силой F₂ = g*m
В этой пружине возникает сила упругости F₂ = k*Δl₂
g*m = 3k*Δl₂ => Δl₂ = g*m / 3k - груз опустится вниз на Δl₂
Блок растягивает пружину (1) с силой 2*g*m (груз + сила упругости пружины (2))
2*g*m = k*Δl₁ => Δl₁ = 2*g*m / k - блок опустится на Δl₁
Итого груз опустится на Δl₁ + Δl₂ = g*m / 3k + 2*g*m / k = 7*g*m/3k В установке, схема которой приведена на рисунке, блок и нить невесомы, трение отсутствует. Вначале более тяжёлый груз удерживают на высоте H=1,8 м над горизонтальной плоскостью, когда как более лёгкий груз стоит на этой плоскости. Отрезки нити, не лежащие на блоке, принимают вертикальное положение.
Затем грузы отпускают без начальной скорости. На какую максимальную высоту поднимется более тяжёлый груз после абсолютно неупругого удара о плоскость, если нить считать гибкой, неупругой и практически нерастяжимой? Ответ выразить в см, округлив до целых. Блок находится достаточно далеко от грузов.
Речь идет о том, что когда более тяжелый груз ударяется об плоскость, второй груз продолжает двигаться вверх из-за ускорения, а когда падает, дёргает нитку так, что более тяжёлый брусок подскакивает. Высоту этого подскока можно посчитать по формуле:
h= H / (1+7m/3m)^2 С помощью каната, перекинутого через неподвижный блок, человек массой 70 кг удерживает на весу груз массой 20 кг. Какова сила давления человека на пол
M×g=70кг×9.8м/с^2=686н - сила тяжести одного человек m×g=20кг×9.8м/с^2=196н - сила тяжести груза Так как груза и человека свящывает нить, то груз создает силу натяжения нити, которая тянет человека в верх. Сила натяжения нити = сили тяжесии груза = 196н (второй закон ньютона) И тогда сила давления человека = сила тяжести челавека - сила натяжении нити= 686-196=490н Какое давление на землю производит строитель массой 65кг. Равномерно поднимая на неподвижном блоке мешок с песком массой 40кг.
P=F1/S, F1=65кг х 10н/кг=650Н. Для расчёта давления строителя на землю нужно знать площадь опоры, а её по условию задачи нет!
m=40кг, отсюда F2=400H, т.е. Строитель сможет поднять мешок с песком, кроме того неподвижный блок выигрыша в силе не даёт. Поэтому при расчёте давления строителя на землю учитывается только его вес. Где площадь опоры (совокупная площадь ступней человека)?