Какую работу совершает рабочий в каждом из трех случаев, когда он использует неподвижный блок для подъема груза массой

Тема урока: Работа и применение неподвижного блока

Разъяснение: Работа, совершаемая рабочим при использовании неподвижного блока для подъема груза, определяется формулой:

Работа = Сила × Путь × cos(θ)

Где:
- Сила - сила, которую рабочий прикладывает для подъема груза;
- Путь - расстояние, на которое груз был поднят, равное 2 м;
- cos(θ) - косинус угла между натянутой веревкой и горизонтом.

В первом случае (рис. а), угол между натянутой веревкой и горизонтом равен 0°. Косинус угла 0° равен 1. Таким образом, работа равна:

Работа = Сила × Путь × cos(0°) = Сила × Путь × 1 = 12 кг × 9.8 м/с² × 2 м = 235.2 Дж.

Во втором случае (рис. б), угол между натянутой веревкой и горизонтом равен 45°. Косинус угла 45° равен √2/2. Таким образом, работа равна:

Работа = Сила × Путь × cos(45°) = Сила × Путь × √2/2 = 12 кг × 9.8 м/с² × 2 м × √2/2 ≈ 165.7 Дж.

В третьем случае (рис. в), угол между натянутой веревкой и горизонтом равен 60°. Косинус угла 60° равен 1/2. Таким образом, работа равна:

Работа = Сила × Путь × cos(60°) = Сила × Путь × 1/2 = 12 кг × 9.8 м/с² × 2 м × 1/2 = 117.6 Дж.

Дополнительный материал: Допустим, груз массой 8 кг поднимается на высоту 3 м при использовании неподвижного блока, при этом угол между веревкой и горизонтом составляет 30°. Какую работу совершает рабочий?

Совет: Чтобы лучше понять работу, рекомендуется вспомнить определение работы в физике и изучить основные формулы для расчета работы, силы и пути. Также полезно разобраться в тригонометрии для расчета косинуса угла.

Упражнение: Груз массой 6 кг поднимается на высоту 4 м при использовании неподвижного блока, при этом угол между веревкой и горизонтом составляет 75°. Какую работу совершает рабочий?