Решите задачу 2, учитывая вес блока, равный 20 Н.
Задача 2: Рабочий с помощью подвижного блока поднял груз на высоту 7 м, прилагая к свободному концу верёвки силу 160 Н. Какую работу он совершил? (Вес блока и силу трения не учитывать.)

Чтобы решить задачу, необходимо подробно разобраться с теоретической частью, связанной с работой силы, подвижным блоком и механическим преимуществом. Рассмотрим все ключевые моменты.

1. Работа силы Работа силы — это физическая величина, которая характеризует процесс передачи энергии телу путем действия силы. Она вычисляется по формуле: $$ A = F \cdot S \cdot \cos\alpha, $$ где:
2. $ A $ — работа (в джоулях, Дж);
3. $ F $ — сила, приложенная к телу (в ньютонах, Н);
4. $ S $ — перемещение тела (в метрах, м);
5. $ \cos\alpha $ — косинус угла между направлением силы и направлением перемещения.

Если сила направлена вдоль перемещения ($ \alpha = 0^\circ $), то $ \cos0^\circ = 1 $, и формула упрощается до:
$$ A = F \cdot S. $$

1. Подвижный блок и его механическое преимущество Подвижный блок — это устройство, которое позволяет уменьшить силу, необходимую для подъема груза, за счет увеличения длины пути действия силы. В подвижном блоке используется принцип равновесия сил:
2. Подвижный блок дает механическое преимущество: сила, которую нужно приложить для подъема, уменьшается в два раза, но длина веревки, которую нужно вытянуть, увеличивается в два раза.

3. Если груз поднимается на высоту $ h $, то рабочий должен вытянуть веревку на длину $ 2h $.

4. Связь между работой и энергией
   Работа силы, совершаемая в процессе подъема груза, связана с изменением потенциальной энергии груза. Потенциальная энергия груза увеличивается на величину:
   $$ \Delta E_p = m \cdot g \cdot h, $$
   где:

5. $ m $ — масса груза (в килограммах, кг);

6. $ g $ — ускорение свободного падения (в среднем $ 9.8\ \text{м/с}^2 $);

7. $ h $ — высота подъема груза (в метрах, м).

Однако в задаче вес груза уже дан в виде силы $ F_{\text{вес}} $, потому $ F_{\text{вес}} = m \cdot g $, и потенциальная энергия можно выразить как:
$$ \Delta E_p = F_{\text{вес}} \cdot h. $$

1. Работа, совершаемая рабочим Поскольку рабочий использует подвижный блок, работа, которую он совершает, определяется как: $$ A_{\text{рабочий}} = F_{\text{рабочий}} \cdot S, $$ где $ F_{\text{рабочий}} $ — сила, приложенная рабочим, а $ S $ — длина веревки, вытянутой рабочим. Для подвижного блока $ S = 2h $, где $ h $ — высота подъема груза.

Подводя итог, чтобы найти работу, совершаемую рабочим, нужно:
− Удвоить высоту подъема, чтобы найти длину вытянутой веревки;
− Использовать формулу работы $ A = F \cdot S $, подставляя силу $ F $ и длину вытянутой веревки $ S = 2h $.

Основные теоретические элементы разобраны. Теперь можно подставить данные задачи в формулы для расчета.