Катушка с канатом на горке
6/10Рабочий катит катушку с канатом вверх по плоской горке, образующей угол \(\alpha \approx 6^\circ\) с горизонтом, одновременно разматывая канат (см. рис). Внешний радиус катушки равен \(R = 60\) см, внутренний – \(r = 40\) см, а масса катушки с канатом равна \(m = 100\) кг. Катушка катится без проскальзывания и делает один полный оборот за время \(t = 4\) с, причем её центр движется равномерно. С какой скоростью идёт рабочий? Какой выигрыш в силе он получает при таком подъёме? С какой силой он тянет за конец каната? Какую полезную мощность он развивает? Массой размотанного участка каната пренебречь, считать \(\sin 6^\circ \approx 0{,}10\).

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаМгновенный центр скорости катушки лежит в точке касания с горкой. Найдите скорость точки каната, с которой рабочий идёт вместе, и примените «золотое правило механики» (равенство работ) для выигрыша в силе.
Ответ\(V = \dfrac{2\pi R}{t}\left(1 + \dfrac{r}{R}\right) \approx 1{,}57\) м/с; \(k = 10\left(1 + \dfrac{r}{R}\right) \approx 16{,}7\); \(F = \dfrac{mg}{10\left(1 + r/R\right)} = 60\) Н; \(P = FV \approx 94\) Вт.
Похожие задачи
- Скорости точек обруча МОШ 2024/25, 9 кл.
- Ортогональные скорости МОШ 2025/26, 10 кл.
- Ускорения точек катящегося колеса МОШ 2017/18, 11 кл.
- Ускорения точек колеса МОШ 2021/22, 11 кл.
- В погоне за нулём МОШ 2024/25, 10 кл.
- Катящийся конус и фотоаппарат МОШ 2016/17, 11 кл.