Простые механизмы. Кпд механизмов

1. а) Почему ручку располагают у края двери?

б) Для чего у подъемного крана делают противовес?

2. а) Что произойдет, если один конец стержня, находяще­гося в равновесии (рис. 44, а), изогнуть (рис. 44, 6)1 Проде­лайте опыт и объясните его.

б) В каком случае (рис. 45) палка сильнее давит на пле­чо? Почему?

3. а) Когда палку держат в руках за концы, то ее трудно пе­реломить. Если же середину палки положить на подставку, то палку переломить легче. Почему?

б) Возьмите спичку и переломите ее пополам. Если вы попробуете теперь каждую из половинок переломить снова, то убедитесь, что сделать это гораздо труднее, чем перело­мить целую спичку. Почему?

4. Деревья представляют собой рычаги, у которых точка опоры находится у поверхности земли, а плечами сил явля­ется ствол и корни. У ели крона находится у земли и имеет пирамидальную форму. Сила, действующая на ствол при ветре, невелика. У сосны и дуба кроны расположены высо­ко вверху, поэтому моменты силы ветра очень велики. Од­нако устойчивость сосны и дуба во время ветра не хуже, чем у ели. Почему?

5. а) Какие части велосипеда являются рычагами? Укажи­те точки опоры, точки приложения сил и плечи этих рыча­гов.

б) Какой из рычагов (рис. 46) будет находиться в равно­весии?

6. а) Почему ножницы для резания листового металла име­ют более длинные рукоятки, чем ножницы, предназначен­ные для резания бумаги?

б) Почему получается большой выигрыш в силе при использовании рычагами (рис. 47)?

В)Объясните, для чего нужен неподвижный блок, ведь выигрыша в силе он не дает. Где его удобно использовать?

7.Для резания ткани и бумаги применяют ножницы с короткими ручками и длинными лезвиями. Определите силу резания, если сила, приложенная к ручкам ножниц, равна 30 Н, а длина плеч 8 и 10 см.

8. При помощи кусачек перекусывают проволоку. Рука сжимает кусачки с силой 90 Н. Расстояние от оси вращения кусачек до проволоки З см, а до точки приложения силы руки 18 см. Определите силу, действующую на проволоку.

9. При равновесии рычага на его большее плечо, равное 60 см , действует сила 40 Н, на меньшее — 120 Н. Определите меньшее плечо.

рис 47

10. К концам невесомого рычага подвешены грузы массами 2 и 12 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 2 см. Определите длину рычага, если рычаг находит­ся в равновесии.

11. На концы рычага действуют силы 8Н и 40 Н. Длина рычага 90 см. Где расположена точка опоры, если рычаг находится в равновесии?

12. Гранитную плиту объемом 0,03 м³ поднимают из воды, используя неподвижный блок. Какая сила для этого потре­буется, когда плита находится в воде? над поверхностью воды? Трение не учитывать. Плотность гранита 2600 кг/м³.

13. При помощи подвижного блока рабочий поднимает на высоту 4 м груз весом 600 Н. С какой силой он тянет верев­ку? Какой длины конец веревки он при этом вытянет?

14. Груз массой 20 кг равномерно тянут по наклонной плос­кости с силой 40 Н. Определите КПД наклонной плоскости, если ее длина 2 м, а высота — 10 см.

15. Бадью с известковым раствором массой 120 кг поднима­ют на второй этаж строящегося дома при помощи подвиж­ного блока. На веревку во время подъема действуют с силой 720 Н. Определите КПД установки.

16. Груз массой 245 кг с помощью рычага равномерно под­няли на высоту 6 см. При этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения силы опустилась на 30 см. Вычислите КПД рычага.