Номер 619, страница 127 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Какие простые механизмы используются для подъема воды из колодцев?

Для подъема воды из колодцев на представленных картинах используются следующие простые механизмы:

- На картине «Лейб-гусары у водопоя» М.О. Микешина изображен колодец-«журавль», который представляет собой рычаг первого рода.

- На картине «Зимним утром» Дж. Харди для подъема ведра используется ворот. Это разновидность механизма «колесо и ось».

- На картине «У колодца» Д.Р. Найта применяется неподвижный блок, через который перекинута веревка.

Ответ: Рычаг (колодец-«журавль»), ворот и неподвижный блок.

Какие из этих механизмов позволяют выиграть в силе?

Выигрыш в силе – это возможность поднять груз, прикладывая силу, меньшую, чем вес этого груза. Проанализируем каждый механизм:

- Рычаг («журавль»): Этот механизм дает выигрыш в силе. Согласно правилу равновесия рычага, выигрыш в силе равен отношению плеч $l_1 / l_2$, где $l_1$ – плечо приложенной силы, а $l_2$ – плечо силы тяжести груза. В конструкции «журавля» плечо, к которому прикладывают силу (или где расположен противовес), длиннее плеча с ведром, поэтому он дает выигрыш в силе.

- Ворот: Этот механизм дает выигрыш в силе, равный отношению радиуса рукоятки $R$ к радиусу вала $r$, на который наматывается веревка. Поскольку рукоятка всегда описывает окружность большего радиуса, чем радиус вала ($R > r$), ворот всегда дает выигрыш в силе.

- Неподвижный блок: Этот механизм не дает выигрыша в силе. Он только изменяет направление приложения силы, делая работу более удобной (позволяет тянуть вниз, используя вес своего тела). Сила, которую нужно приложить, в идеальном случае равна весу груза.

Ответ: Выигрыш в силе позволяют получить рычаг («журавль») и ворот.