問題詳情:
圖是小興踩腳踏式翻蓋垃圾桶的照片。小興穿的鞋是41碼(26cm)。若 桶蓋質量為500g,且質量分佈均勻,請估算:
(1).若要把桶蓋頂起,腳掌對踏板的壓力至少應該是多大?
(2).將桶蓋翻到照片所示狀態,至少要做多少功?
【回答】
(1)若要把桶蓋頂起,腳對踏板的壓力至少應該為桶蓋水平放置時被頂起所需力的大小。因桶蓋的質量分佈均勻,重力作用在桶蓋的重心位置。
小興的鞋的尺碼是41碼,腳長度為26cm。
用刻度尺測量出各段距離,根據鞋的長度與各距離的相同比例關係,可得出如下的估測值:AO1=13cm; O1B=26cm;CO2=86cm;DO2=22cm.
設腳對A點的作用力為F,頂杆對B點的作用力為F1,頂杆對學科網桶蓋上的D點的作用力為F2,根據槓桿平衡條件有;F×AO1= F1×O1B,
G× CO2= F2×DO2。
F1= F2
解得:F=19.6N
(2)將桶蓋從水平翻為照片中所示狀態的過程中,重心將升高約為24cm,根據重力做功的公式:W=mgh=0.5kg×10N/kg×0.24m=1.2J。
知識點:力和機械 單元測試
題型:計算題