Определить работу вращающего момента

Предмет: Физика
Раздел: Механика (Работа сил и вращательное движение)

Условие задачи:

Необходимо определить работу вращающего момента ( M ), приложенного к колесу ( 2 ), при равномерном опускании груза ( 1 ) весом ( 20 \, \text{Н} ) на высоту ( 1.5 \, \text{м} ). Трением пренебречь.

Решение:

1. Анализ задачи:

   • Груз ( 1 ) весом ( F = 20 \, \text{Н} ) опускается равномерно на высоту ( h = 1.5 \, \text{м} ).
   • Работа силы тяжести груза равна:  A_{\text{тяж}} = F \cdot h .
   • Поскольку движение равномерное, вращающий момент ( M ) выполняет ту же работу, что и сила тяжести, но с противоположным знаком. Поэтому:  A_M = -A_{\text{тяж}} .

2. Вычисление работы силы тяжести: Подставим значения:  A_{\text{тяж}} = 20 \, \text{Н} \cdot 1.5 \, \text{м} = 30 \, \text{Дж} .

3. Работа вращающего момента: Поскольку момент компенсирует работу силы тяжести:  A_M = -A_{\text{тяж}} = -30 \, \text{Дж} .

Ответ:

Работа вращающего момента равна -30 \, \text{Дж}.