Задачи › Блоки и полиспасты

Муравей и слон на блоках

  1. Муравей и слон на блоках

    Курчатов 2021/22, 7 кл.
    2/10

    Маленький муравей вертикально тянет веревку с силой \(1\) Н. Веревка перекинута через неподвижный блок, прикрепленный к потолку, и через подвижный блок соединена с потолком. К центру этого подвижного блока также прикреплена веревка, которая соединена с потолком через другой подвижный блок. Так цепочка подвижных блоков продолжается несколько раз, а к последнему блоку привязана веревка, за которую схватился слон. Слон тянет конец веревки с силой \(5000\) Н, также вертикально. Найдите наименьшее необходимое количество подвижных блоков для того, чтобы муравей смог перетянуть веревку на свою сторону. Блоки считать невесомыми, а веревку — нерастяжимой.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Каждый подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза. Сравните силу муравья с силой, которую нужно уравновесить после \(n\) блоков.

    Ответ

    \(13\) подвижных блоков.

    Решение

    Подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза, поэтому, если подвижных блоков \(n\), необходимая для поднятия груза сила в \(2^n\) раз меньше, чем вес груза. Поэтому нужно найти такое число \(n\), что при делении на \(2^n\) значение \(5000\) Н окажется не больше \(1\) Н, то есть \[1\ \text{Н} > \frac{5000\ \text{Н}}{2^n} .\] Минимальное такое число \(n = 13\): \[1\ \text{Н} > \frac{5000\ \text{Н}}{2^{13}} = \frac{5000\ \text{Н}}{8192} .\] То есть 14 подвижных блоков являются избыточными, а 12 — недостаточно для выполнения неравенства.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи