Вычислите показание динамометра, который бы действовал в оптимальном направлении, если груз массой 600 г поднимать вверх равномерно. Ускорение свободного падения принятьза g = 10 м/с2. ответ поясните. Задачу оформить

Для под­ня­тия груза с наи­мень­ши­ми уси­ли­я­ми, к сво­бод­но­му концу ры­ча­га не­об­хо­ди­мо при­ла­гать силу пер­пен­ди­ку­ляр­но ры­ча­гу. По­это­му наи­мень­ши­ми будут по­ка­за­ния ди­на­мо­мет­ра в на­прав­ле­нии 3. Так как точка опоры на­хо­дит­ся не в цен­тре ры­ча­га, по­ка­за­ние ди­на­мо­мет­ра будет в че­ты­ре раза боль­ше веса груза. Вы­чис­лим по­ка­за­ния ди­на­мо­мет­ра: 0,6 · 10 · 4 = 24 Н.

ответ: 24 Н.

Общее сопротивление в цепи:

          R₁ + R₂ + R₃₄ = U/I

Мощность всей цепи:

          P = U*I = P₁ + P₂ + P₃ + P₄ = 15 + 20 + 10,8 + 7,2 = 53 (Вт)

Общий ток в цепи:

           I = I₁ = I₂ = P/U = 53 : 106 = 0,5 (A)

Сопротивления:

           R₁ = U₁/I = P₁/I² = 15 : 0,25 = 60 (Ом)

           R₂ = U₂/I = P₂/I² = 20 : 0,25 = 80 (Ом)

           R₃₄ = U₃₄/I = P₃₄/I² = 18 : 0,25 = 72 (Ом)

Напряжения:

            U₁ = R₁*I = 60*0,5 = 30 (B)

            U₂ = R₂*I = 80*0,5 = 40 (B)

            U₃₄ = R₃₄*I = 72*0,5 = 36 (B)

Токи I₃ и I₄:

             I₃ = P₃/U₃₄ = 10,8 : 36 = 0,3 (A)

             I₄ = P₄/U₃₄ = 7,2 : 36 = 0,2 (A)

Сопротивления R₃ и R₄:

              R₃ = U₃₄/I₃ = 36 : 0,3 = 120 (Ом)

              R₄ = U₃₄/I₄ = 36 : 0,2 = 180 (Ом)

При движении автомобиля увеличивается сила сопротивления за счет сопротивления воздуха. Создается избыточное давления воздуха на плакат Δp.

За t = 1 с на плакат набегает объем воздуха V = L * S, где L = v * t => V = v * t * S

S = 2 м², L - длина столба воздуха

F₀ * Δt = m₀ * (v - (-v)) закон сохранения импульса для одной молекулы при ударе о плакат (F₀ - сила удара одной молекулы воздуха, m₀ - масса одной молекулы, удар считаем абсолютно упругим)

F₀ * N *Δt = 2 * m₀ * v * N - суммарный удар N молекул за 1 с, N - число молекул в слое V = v * t * S

F₀ * N = Fc - сила сопротивления воздуха

Fc * Δt = 2*m₀ * v * N, m₀ = m / N, m - масса газа в объеме V

Fc = 2 * m *v* N / (N *Δt) = 2 * m * v / Δt

Fc = 2 * ρ * V * v / Δt = 2 * ρ * v * t * S * v / Δt, t и Δt можно сократить

Fc =  2 * ρ * S * v²

Fc = Fтяги - при равномерном движении

P = Fтяги * v - мощность двигателя

Q/t = q * Vт - секундный расход топлива, Vт - секундный объем сгорающего топлива

2 * ρ * S * v² * v = q * Vт => Vт = 2 * ρ * S * v³ / q

Vт = 2 * 1,29 кг/м³ * 2 м² * (15 м/с)³ / 33*10⁶ Дж/л ≈ 5,28*10⁻⁴ л/с

T = Δr / v - время прохождения пути Δr = 100 км

T = 10⁵ м / 15 м/с = 6,67*10³ с

Vт * T - дополнительный расход топлива на 100 км

Vт * T = 5,28*10⁻⁴ л/с * 6,67*10³ с ≈ 3,5 л - дополнительный расход топлива на 100 км пути