Для подъёма воды из колодца используют вброт. Он состоит из деревянного цилиндра (барабана) радиусом т 20 см, закреплённого на оси. Ось вращается в подшипниках, закреплённых в стойках, с помощью ручки длиной R= 60 см. Чтобы ведро, падая вколодец не плавало, а сразу опускалось под воду. к ручке ведра прикрепляют цепь. Цепь тотчас опрокидывает плавающее ведро, оно опускается под воду и легко заполняется водой. Какую силу надо приложить к ручке ворота, чтобы удержать полное ведро в начале его подъёма из колодца? Вместимость ведра 12 л, плотность воды І г/смз. Ускорение свободного падения g= 10 Н/кг. Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.
Для решения этой задачи нам нужно определить силу, которая необходима для удержания полного ведра воды в начале его подъёма.
Определим массу ведра: Объём ведра \( V \) составит 12 л, что в кубических сантиметрах равно: \[ V = 12 \, \text{л} = 12000 \, \text{см}^3 \] Плотность воды \( \rho \) равна 1 г/см³, следовательно, масса ведра \( m \) будет: \[ m = V \cdot \rho = 12000 \, \text{см}^3 \cdot 1 \, \text{г/см}^3 = 12000 \, \text{г} = 12 \, \text{кг} \]
Вычислим вес ведра: Вес (\( F_{\text{в}} \)) ведра определяется по формуле: \[ F_{\text{в}} = m \cdot g \] Где \( g = 10 \, \text{Н/кг} \). Подставив наши значения: \[ F_{\text{в}} = 12 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 120 \, \text{Н} \]
Определим силу, которую нужно приложить: Чтобы удержать ведро, нужно приложить силу, равную весу ведра. Таким образом, необходимая сила для удержания полного ведра воды \( F_{\text{н}} \) составит: \[ F_{\text{н}} = F_{\text{в}} = 120 \, \text{Н} \]
Ответ: Необходимая сила, которую нужно приложить к ручке ворота, составляет 120 Н.
