Как быстро лыжник весом 70 кг спускается с горы высотой 5 м под углом 300 градусов к горизонту? Найдите текущую полезную работу, работу, выполненную силой трения и кпд. Коэффициент трения

Дано:                                                Решение.
m = 1000 кг      По третьему закону Ньютона:
r = 40 м                где P - вес автомобиля, N - сила реакции моста, равные по
g = 9,8 м/с²          модулю и противоположные по направлению. 
--------------------    Очевидно   P < mg   
Найти: v₀ = ?        Тогда при некоторой скорости  v₀ = √gr получим  (g - v²/r)=0
                             то есть автомобиль потеряет опору и, вместе с 
                             пассажирами будет находиться в состоянии невесомости

Тогда: v₀ = √gr = √9,8*40 = √392 ≈ 19,8 (м/с)

ответ: ≈19,8 м/с   

Блок — простое механическое устройство, позволяющее регулировать силу, ось которого закреплена при подъеме грузов, не поднимается и не опускается. Представляет собой колесо с желобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Жёлоб предназначен для каната, цепи, ремня и т. п. Ось блока помещается в обоймах, прикреплённых на балке или стене, такой блок называется неподвижным (то есть ось блока закреплена); если же к этим обоймам прикрепляется груз, и блок вместе с ними может двигаться, то такой блок называется подвижным.

Неподвижный блок употребляется для подъёма небольших грузов или для изменения направления силы.

Условие равновесия блока:

~F=fmg, где

F — прилагаемое внешнее усилие, m — масса груза, g — ускорение свободного падения, f — коэффициент сопротивления в блоке (для цепей примерно 1,05, а для верёвок — 1,1)..

При отсутствии трения для подъема нужна сила, равная весу груза.

Подвижный блок имеет свободную ось и предназначен для изменения величины прилагаемых усилий. Если концы веревки, обхватывающей блок, составляют с горизонтом равные между собой углы, то действующая на груз сила относится к его весу, как радиус блока к хорде дуги, обхваченной канатом; отсюда, если веревки параллельны (то есть когда дуга, обхватываемая веревкой, равна полуокружности), то для подъёма груза потребуется сила вдвое меньше, чем вес груза, то есть:

~F={1 \over {2}}fmg

При этом груз пройдёт расстояние, вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.

Фактически, любой блок представляет собой рычаг, в случае неподвижного блока — равноплечий, в случае подвижного — с соотношением плеч 1 к 2. Как и для всякого другого рычага, для блока справедливо правило: Во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Иными словами, работа, совершаемая при перемещении груза на какое-либо расстояние без использования блока, равна работе, затрачиваемой при перемещении груза на то же самое расстояние с применением блока при условии отсутствия трения. В реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери.

Также используется система, состоящая из комбинации нескольких подвижных и неподвижных блоков. Такая система называется поли Простейшая такая система изображена на рисунке и даёт выигрыш в силе в 2 раза.

В отличие от шкива, блок вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната, не передавая усилия с оси на ремень или с ремня на ось.