Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 5 № 9204
i

На ри­сун­ке по­ка­за­на си­сте­ма, со­сто­я­щая из трех лег­ких бло­ков и не­ве­со­мо­го троса, с по­мо­щью ко­то­рой можно удер­жи­вать в рав­но­ве­сии или под­ни­мать груз мас­сой M. Под­вес груза и конец троса при­креп­ле­ны к оси ниж­не­го блока. Тре­ние пре­не­бре­жи­мо мало.

На ос­но­ва­нии ана­ли­за при­ве­ден­но­го ри­сун­ка вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния и ука­жи­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  Для того чтобы удер­жи­вать груз в рав­но­ве­сии, нужно дей­ство­вать на конец ве­рев­ки с силой F = дробь: чис­ли­тель: Mg, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

2)  Изоб­ра­жен­ная на ри­сун­ке си­сте­ма бло­ков не дает вы­иг­ры­ша в силе.

3)  Для того чтобы мед­лен­но под­нять груз на вы­со­ту h, нужно вы­тя­нуть уча­сток ве­рев­ки дли­ной 3h.

4)  Для того чтобы мед­лен­но под­нять груз на вы­со­ту h, нужно вы­тя­нуть уча­сток ве­рев­ки дли­ной 2h.

5)  Для того чтобы удер­жи­вать груз в рав­но­ве­сии, нужно дей­ство­вать на конец ве­рев­ки с силой F = дробь: чис­ли­тель: Mg, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Си­сте­ма со­сто­ит из двух не­по­движ­ных бло­ков и од­но­го по­движ­но­го. Не­по­движ­ные блоки ме­ня­ют на­прав­ле­ние силы, но не дают вы­иг­ры­ша. Дан­ный по­движ­ный блок дает до­пол­ни­тель­ный вы­иг­рыш в силе в 3 раза (в от­ли­чие от по­движ­но­го блока, да­ю­ще­го вы­иг­рыш в 2 раза, в ко­то­ром один из кон­цов троса за­креп­лен на не­по­движ­ной опоре, здесь трос при­креп­лен к этому же по­движ­но­му блоку). Таким об­ра­зом, если на груз дей­ству­ет сила тя­же­сти Mg, то для удер­жа­ния си­сте­мы в рав­но­ве­сии не­об­хо­ди­мо при­ло­жить силу в 3 раза мень­шую, то есть F = дробь: чис­ли­тель: Mg, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби (утвер­жде­ния 1 и 2 не­вер­ны, утвер­жде­ние 5 верно).

Для того чтобы под­нять груз на вы­со­ту h, не­об­хо­ди­мо, чтобы три ве­рев­ки, при­со­еди­нен­ные к грузу через по­движ­ный блок, стали ко­ро­че на h, а зна­чит, при­дет­ся вы­тя­нуть ве­рев­ку дли­ной 3h (утвер­жде­ние 3 верно, утвер­жде­ние 4 не­вер­но).

Таким об­ра­зом, по­движ­ный блок дает вы­иг­рыш в силе, но про­иг­рыш в рас­сто­я­нии и, тем самым, они не из­ме­ня­ют ве­ли­чи­ну ра­бо­ты по подъ­ему груза.

 

Ответ: 35.

 

Объ­яс­не­ние Гри­го­рия Ле­ви­е­ва.

Под­ни­мем груз рукой, а не за ве­рев­ку, на 1 метр. Про­вис­нут три ве­рев­ки. Чтобы убрать про­ви­са­ние, то есть чтобы ве­рев­ки ока­за­лись вновь на­тя­ну­ты­ми, нужно сво­бод­ный конец ве­рев­ки вы­тя­нуть на 3 м. Когда под­ни­ма­ем за ве­рев­ку про­ви­са­ния не воз­ни­ка­ет. Это зна­чит, что при пе­ре­ме­ще­нии груза на 1 м (или сан­ти­метр), конец ве­рев­ки, за ко­то­рый тянем, пе­ре­ме­ща­ет­ся на 3 м. Те­перь пе­ре­хо­дим к силам. Если груз под­нял­ся на h, его энер­гия вы­рос­ла на ве­ли­чи­ну mgh. Это уве­ли­че­ние энер­гии про­изо­шло за счет ра­бо­ты силы F, при­ло­жен­ной к концу ве­рев­ки mgh  =  A  =  F · 3h, от­ку­да F  =  mg/3.


Аналоги к заданию № 9049: 9204 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.3.2 Усло­вия рав­но­ве­сия твер­до­го тела в ИСО