Дано:
Диаметр вала ворота (D) = 20 см = 0,2 м,
Радиус круга, по которому движется рукоятка (r) = 0,5 м,
Масса ведра с водой (m) = 120 Н (Ньютон).
Найти:
Силу, которую нужно приложить к рукоятке ворота.
Решение:
Момент силы (M) на воротах можно выразить как произведение силы (F) на расстояние (r), на котором она приложена к оси вращения:
M = F * r
Поскольку вес ведра (W) является силой, действующей на ворота, мы можем выразить этот вес через массу (m) и ускорение свободного падения (g):
W = m * g
Теперь мы можем выразить силу, которую нужно приложить к рукоятке ворота, чтобы поднять ведро, как отношение момента силы к радиусу круга рукоятки:
F = W * (D / 2) / r
Подставляем известные значения:
F = (m * g * (D / 2)) / r
= (120 * 9,8 * (0,2 / 2)) / 0,5
= (120 * 9,8 * 0,1) / 0,5
= 117,6 Н
Ответ: Сила, которую нужно приложить к рукоятке ворота, чтобы поднять из колодца ведро с водой, составляет 117,6 Н.