schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Определение силы в полиспасте
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Сила, приложенная к свободному концу нити, равна 135 Н. Каждый подвижный блок полиспаста дает выигрыш в силе в 2 раза.
Подробное решение
Дано:
\(F_0 = 90\) Н
Найти: \(P\) — ?
Решение:
1. Определим силу \(F\), приложенную к свободному концу нити. По условию масштаб \(F_0\) соответствует 2 клеткам на рисунке. Вектор силы \(\vec{F}\) занимает 3 клетки. Следовательно:
\[F = \frac{3}{2} \cdot F_0 = 1,5 \cdot 90 = 135 \text{ Н}\]
2. Рассмотрим систему блоков. Это сложный полиспаст, состоящий из трех подвижных блоков. Каждый подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, так как груз удерживается двумя отрезками нити.
Пусть \(T_1\) — натяжение верхней нити, \(T_2\) — средней, \(T_3\) — нижней.
Так как блоки идеальны и невесомы:
Натяжение нити, за которую тянут: \(T_1 = F = 135 \text{ Н}\).
Первый (верхний) блок передает усилие на второй: \(T_2 = 2 \cdot T_1\).
Второй блок передает усилие на третий: \(T_3 = 2 \cdot T_2 = 2 \cdot (2 \cdot T_1) = 4 \cdot T_1\).
Третий (нижний) блок удерживает груз весом \(P\): \(P = 2 \cdot T_3 = 2 \cdot (4 \cdot T_1) = 8 \cdot T_1\).
3. Таким образом, общий выигрыш в силе составляет \(2^3 = 8\) раз:
\[P = 8 \cdot F\]
\[P = 8 \cdot 135 = 1080 \text{ Н}\]
4. Переведем полученное значение в килоньютоны (кН), как того требует поле ответа:
\[P = \frac{1080}{1000} = 1,08 \text{ кН}\]
Ответ: 1,08 кН.