Сила F1, действуя на поршень S1, создает в жидкости дополнительное давление р=F1/S1. По закону Паскаля это давление передается жидкостью по всем направлениям без изменения. Следовательно, на поршень S2 действует сила давления F2=pS2=F1S2/S1. Из этого равенства следует, что F2/F1=S2/S1. Следовательно, силы, действующие на поршни гидравлического пресса, пропорциональны площадям этих поршней. Это значит, что расстояние, на которое опустился малый поршень, и расстояние, на которое поднялся большой поршень, тоже пропорциональны. Составим пропорцию: x/50Н=0,3см/15см x=50*0.3/15=15/15=1 Н. Вес груза равен 1Н, следовательно, масса груза равна: Fтяж=mg m=F/g=1Н / 9,8М/с2=0,102 кг
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
F2=pS2=F1S2/S1.
Из этого равенства следует, что
F2/F1=S2/S1.
Следовательно, силы, действующие на поршни гидравлического пресса, пропорциональны площадям этих поршней. Это значит, что расстояние, на которое опустился малый поршень, и расстояние, на которое поднялся большой поршень, тоже пропорциональны.
Составим пропорцию:
x/50Н=0,3см/15см
x=50*0.3/15=15/15=1 Н.
Вес груза равен 1Н, следовательно, масса груза равна:
Fтяж=mg
m=F/g=1Н / 9,8М/с2=0,102 кг
ответ: масса груза 0,102 кг.
Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.