Какую минимальную работу надо совершить, чтобы поднять лежащую на полу цепь длиной 10 м и массой 10 кг за один её конец так, чтобы другой конец касался пола?
от

1 Ответ

дано:  
L = 10 м — длина цепи,  
m = 10 кг — масса цепи.

найти:  
Минимальную работу W, необходимую для поднятия цепи.

решение:

1. При подъёме одной из концов цепи, цепь будет оставаться в вертикальном положении, и длина её, которая поднимается, будет постепенно уменьшаться от L до 0 м.

2. Центр тяжести цепи перемещается во время подъёма. Когда цепь полностью лежит на полу, центр тяжести находится на высоте h = L/2 = 10 м / 2 = 5 м.

3. Во время подъёма цепи необходимо учесть, что каждое звено цепи при lifting поднимается на разную высоту. В среднем цепь поднимается на половину своей длины.

4. Работа, совершаемая при подъёме цепи, может быть найдена по формуле:
   W = m * g * h_avg,

где h_avg — средняя высота, на которую поднимается центр тяжести цепи.

5. Подсчитаем среднюю высоту:
   h_avg = L / 4 = 10 м / 4 = 2.5 м.

6. Теперь подставим значения в формулу работы:
   W = m * g * h_avg,
   W = 10 кг * 9.81 м/с² * 2.5 м.

7. Рассчитаем:
   W = 10 * 9.81 * 2.5 = 245.25 Дж.

ответ:  
Минимальная работа, необходимая для поднятия цепи, составляет приблизительно 245.25 Дж.
от