Давление в гидравлической машине 300 кПа. На малый поршень действует сила 450 Н, площадь большего поршня = 600см2.

а) вычислите площадь маленького поршня [2]

b) Вычислите силу действующую на больший поршень [2]

с) Вычислить какой выигрыш дает гидравлическая машина ​

В неинерциальной системе лифта координата болтика
h = h0 - (g+a)t^2/2 откуда
h = 2.7 - 6t^2
(отсчёт координаты ведём от пола кабины)
В момент падения болта t0 h = 0 => тогда время свободного падения есть
t0 = sqrt(2h0/(g+a)) = sqrt (5.4/12) = 0.67 сек
В системе лифта путь и модуль перемещения болтика равны высоте потолка лифта  h0 = 2.7 м.

В системе шахты болтик при отрыве имеет начальную скорость
V1 = V1 = at1 = 1.2*2 = 2.4 м в сек
и координату
H1 = h0 + at1^2/2 = 2.7 + 1.2*4/2 = 5.1 м,
здесь t1 - время (2 сек), за которое потолок кабины занял положение H1 и  скорость лифта достигла величины V1;
В системе лифтовой шахты координата болтика
hш = (h0 +at1^2/2) +at1t - gt^2/2
hш = H1 + V1t - gt^2/2,
hш = 5.1 + 2.4t - 5t^2
(отсчёт координаты ведём от положения пола лифта перед началом движения).
координата болтика в системе шахты в момент отрыва от потолка (t = 0) есть
hш0 = 5.1
координата болтика в системе шахты в момент прекращения свободного падения (t = t0 = 0.67) есть
hш1 = 5.1 + 2.4*0.67 - 5*0.67^2 = 5.1 +1.67 - 2.25 = 4.52
Модуль перемещения Sш = 5.1 - 4.52 = 0.58 м
Путь Lш = V1^2/g + (t0 - 2V1/g)*V1 + (g/2)(t0 - 2V1/g)^2 = 0.58 + 0.46 + 0.18 =  1.22
Lш = 1.22 м
Время свободного падения одинаково.

Для решения данной задачи определим понятие "Давление". Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Запишем P = m*a / S . Здесь P - давление, m - масса куба, a - ускорение, S - площадь, на которую куб воздействует. В случае, если лифт стоит на месте или прямолинейно и равномерно движется, то a = g = 9,8 м/с2 , где g - гравитационная постоянная.

В нашем же случае, когда лифт ускоряется a = g + 1 = 10.8 м/с2, а когда замедляется a = g - 1 = 8,8 м/с2.

S легко найти, т.к. нам известен размер ребра куба L = 20 см = 0.2 м.
Итак, S = 0.2 * 0.2 = 0.04 м2

Осталось найти массу куба. Как известно масса равна произведению объёма на плотность материала:
m = V * p

Объём куба равен размеру его грани в кубе, т.е. V = 0.2 * 0.2 * 0.2 = 0.008 м3.

Вычислим массу куба:
m = V * p = 0.008 * 2300 = 18.4 кг

Теперь мы знаем все параметры и можем вычислить давление куба на пол:

При ускорении лифта:
P = m * (g + 1) / S = 18.4 * 10.8 / 0.04 = 4968 Па

При замедлении лифта:
P = m * (g - 1) / S = 18.4 * 8.8 / 0.04 = 4048 Па