Простые механизмы. КПД механизмов. Энергия - Разноуровневые задания

Задания уровня “А”

1. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 30 см и 15 см. К большему плечу приложена сила 30 Н. Какая сила приложена к меньшему плечу?

2. При помощи кусачек перекусывают проволоку. Рука сжимает кусачки с силой 90 Н. Расстояние от оси вращения кусачек до проволоки 3 см, а до точки приложения силы руки 18 см. Определите силу, действующую на проволоку.

3. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 20 см и 80 см. Меньшая сила, действующая на рычаг, равна 4 Н. Определите большую силу.

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

5. Лапка для выдергивания гвоздей представляет собой рычаг с плечами 2,5 см и 45 см. Для того, чтобы выдернуть гвоздь, к концу большего плеча пришлось приложить силу 20 Н. Определите силу, удерживающую гвоздь в доске.

6. Чему равна потенциальная энергия тела массой 500 г, поднятого на высоту 2 м от поверхности земли?

7. Какая работа совершается при подъеме груза на высоту 12 м с помощью подвижного блока, если сила, с которой действуют на веревку блока, равна 250 Н?

8. На неподвижном блоке равномерно поднимают груз весом 250 Н, прилагая усилие 270 Н. Определите КПД блока.

9. По горизонтальному столу катится шарик массой 500 г с постоянной скоростью 20 см/с. Чему равна его кинетическая энергия?

10. Посредством неподвижного блока груз массой 100 кг поднят на высоту 1,5 м. Определите совершенную при этом работу, если КПД равен 90%.

11. При помощи системы блоков груз массой 240 кг поднимается на высоту 50 см. Конец веревки, к которому приложена сила 500 Н, перемещается при этом на 3 м. Чему равен КПД системы?

12. При помощи подвижного блока, равномерно поднимают груз, весом 400 Н, действуя на веревку с силой 220 Н. Определите КПД установки.

13. Бадью с песком, масса которого 120 кг, поднимают на третий этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на веревку с силой 0,72 кН. Определите КПД установки.

14. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз массой 240 кг равномерно подняли на высоту 6 см, при этом к длинному плечу рычага бала приложена сила 550 Н, а точка приложения этой силы опустилась на 0,3 м.

15. При помощи подвижного блока поднимают на четвертый этаж строящегося дома ящик с гвоздями весом 600 Н, действуя на трос с силой 400 Н. Определите КПД установки.

Задания уровня “В”

1. Учащийся режет жесть, прикладывая к ручкам ножниц силу 40 Н. Расстояние от оси ножниц до точки приложения силы 35 см, а до листа жести 2,5 см. Определите усилие, необходимое для резания ножниц.

2. Камень приподнимают с помощью железного лома. Масса камня 60 кг, расстояние от точки опоры до камня 20 см, длина лома 1 м. С какой силой рука должна действовать на лом?

3. Длина рычага 52 см. На его концах уравновешены грузы 4 кг и 2,5 кг. Найдите плечи рычага.

4. Какое усилие можно развить при помощи плоскогубцев, если расстояние от точки опоры до сжимаемого предмета 1,4 см, а от точки опоры до точки приложения силы 16 см. Сила, с которой рука сжимает плоскогубцы, равна 140 Н.

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

6. При помощи рычага, одно плечо которого 1,2 м, а другое 10 см, поднят груз на высоту 8 см, при этом совершена работа 80 Дж. Определите силу, которую прикладывали к длинному плечу рычага.

7. Какую работу совершает человек при подъеме с помощью подвижного блока груза на высоту 3 м, если к свободному концу веревки он прикладывает силу 300 Н?

8. С помощью подвижного блока в течение 30 с равномерно поднимают ящик с кирпичами на высоту 12 м, действуя силой 320 Н. Определите мощность, развиваемую при подъеме ящика.

9. Определите среднюю мощность, развиваемую человеком, при подъеме груза в течение 1 мин 40 с на высоту 15 м с помощью подвижного блока, если он к веревке прикладывает силу 250 Н.

10. При помощи подвижного блока поднимают из воды стальную плиту объемом 50 дм³. Какую силу приходится прикладывать при этом, когда плита находится в воде? когда плита находится над поверхностью воды?

11. Груз массой 20 кг под действием силы 40 Н равномерно перемещается по наклонной плоскости. Определите КПД наклонной плоскости, если длина ее 2 м, а высота - 10 см.

12. Какая сила потребовалась для равномерного подъема по наклонной плоскости, имеющей КПД равный 60%, груза массой 200 кг. Высота наклонной плоскости равна 1,5 м, а длина 10 м.

13. При подъеме с помощью неподвижного блока груза весом 50 Н на высоту 3 м, совершается работа 160 Дж. Чему равен КПД блока?

14. С помощью рычага груз массой 100 кг был поднят равномерно на высоту 80 см. При этом длинное плечо рычага, к которому была приложена сила 600 Н, опустилось на 2 м. Определите КПД рычага.

15. Бетонную плиту объемом 4 м³ поднимают на высоту 5 м при помощи механизма с КПД 50%. Определите работу, которую необходимо совершить при равномерном подъеме плиты.

Задания уровня “С”

1. К концам рычага, находящегося в равновесии, подвешены грузы 600 г и 2,4 кг. Расстояние от точки опоры до большей силы равно 18 см. Определите длину рычага.

2. На рычаге с плечами 15 см и 30 см уравновешены две чашки. Останется ли рычаг в равновесии, если на каждую чашку положить гири по 100 г?

3. В стогометателе сноп сена массой 200 кг поднимают с помощью подвижного блока, какая сила прилагается к концу подъемного троса? Сколько метров троса наматывается на барабан при подъеме сена на высоту 7,5 м? Трение не учитывать.

4. Рычаг дает выигрыш в силе в 2,5 раза. Найдите плечи рычага, если его длина равна 70 см.

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

6. По наклонному помосту длиной 10,8 м и высотой 1,2 м равномерно поднимают груз массой 180 кг, прилагая силу в 250 Н. Определите КПД?

7. Вычислите работу, произведенную при подъеме тяжелого ящика на высоту 12 см при помощи рычага, одно плечо которого в 10 раз длиннее другого, если сила, действовавшая на длинное плечо равна 150 Н (трение и вес рычага не учитывать).

8. Бадью с известковым раствором, массой 90 кг, рабочие поднимают на второй этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на веревку с силой в 600 Н. Определите КПД этого блока.

9. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз массой 245 кг 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.

10. Наклонная плоскость имеет длину 1,8 м, а высоту 30 см. Определите, какую силу нужно приложить для равномерного подъема груза массой 15 кг по этой наклонной плоскости, если ее КПД равен 62,5%.

11. Ведро с песком поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10 м, действуя на веревку силой 250 Н. Определите массу ведра, если КПД установки 98%.

12. К короткому плечу рычага подвешен груз массой 120 кг. Вычислите КПД рычага, если при равномерном поднятии груза на 12 см к длинному плечу приложили силу 360 Н, а точка приложения силы переместилась на 50 см.

13. Определите КПД подвижного блока, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 50 кг, действуя на веревку с силой 280 Н.

14. При помощи рычага, КПД которого 85%, равномерно поднимают груз массой 200 кг на высоту 60 см. На какое расстояние опустилось длинное плечо рычага, если к нему была приложена сила 600 Н?

15. С помощью подвижного блока, имеющего КПД 50%, груз массой 40 кг был поднят на высоту 8 м. Определите силу, приложенную при этом к концу троса.