Рұқсат етілген өткізге аузымен 50% жазылмағантақты көмек арқылы 12 метр магүсінше 45 кг жүгірткісінің ұшағын

Шкаольнику нужно подробно решить задачу, где требуется определить силу поддержки, необходимую для подъема груза массой 45 кг на высоту 12 метров без использования грузоподъемного оборудования.

1. Начнем с определения силы тяжести груза. Сила тяжести определяется путем умножения массы груза на ускорение свободного падения. В данном случае, ускорение свободного падения принимается равным 9.8 м/с^2. Таким образом, сила тяжести равна:

\[F_{\text{тяжести}} = m \cdot g\]

где \(F_{\text{тяжести}}\) - сила тяжести,
\(m\) - масса груза,
\(g\) - ускорение свободного падения.

Подставляя значения, получаем:

\[F_{\text{тяжести}} = 45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2\]

2. Теперь рассмотрим, какая часть от силы тяжести должна быть компенсирована силой поддержки. Поскольку груз не поднимается вертикально, а под углом, действует горизонтальная составляющая силы тяжести. Условие задачи говорит о том, что сила поддержки компенсирует 50% этой горизонтальной составляющей. Таким образом, часть силы тяжести, которую надо поднять, равна:

\[F_{\text{подъем}} = 0.5 \cdot F_{\text{тяжести}}\]

Подставляя значение силы тяжести, получаем:

\[F_{\text{подъем}} = 0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)\]

3. Теперь перейдем к определению работы, которую совершает сила поддержки, чтобы поднять груз на высоту 12 метров. Работа определяется путем умножения перемещения на силу, приложенную в направлении этого перемещения. В данном случае работа равна:

\[W = F_{\text{подъем}} \cdot h\]

где \(W\) - работа,
\(F_{\text{подъем}}\) - сила подъема,
\(h\) - высота подъема.

Подставляя значения, получаем:

\[W = (0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)) \cdot 12 \, \text{м}\]

4. Теперь рассчитаем значение работы и переведем его в килоджоули, чтобы обнаружить, насколько безопасно выполнение подъема груза. Для этого необходимо разделить работу на 1000:

\[W_{\text{кило-джоули}} = \frac{W}{1000}\]

Подставляя значение работы, получаем:

\[W_{\text{кило-джоули}} = \frac{(0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)) \cdot 12 \, \text{м}}{1000}\]

Таким образом, пошаговое решение задачи заключается в следующем:

1. Вычисляем силу тяжести:
\[F_{\text{тяжести}} = 45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2\]

2. Определяем часть силы тяжести, которую надо поднять:
\[F_{\text{подъем}} = 0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)\]

3. Рассчитываем работу, совершаемую силой поддержки:
\[W = (0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)) \cdot 12 \, \text{м}\]

4. Переводим значение работы в килоджоули:
\[W_{\text{кило-джоули}} = \frac{(0.5 \cdot (45 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2)) \cdot 12 \, \text{м}}{1000}\]

Таким образом, для подъема груза массой 45 кг на высоту 12 метров без 50% силы поддержки необходима сила поддержки, равная \(F_{\text{подъем}}\), и работа, выполненная силой поддержки, равна \(W\). После вычислений получаем числовые значения их равны:

\[F_{\text{подъем}} = 220.5 \, \text{Н}\]
\[W = 3174 \, \text{Дж}\]
\[W_{\text{кило-джоули}} = 3.174 \, \text{кило-джоуля}\]

Таким образом, безопасность выполнения данной задачи заключается в необходимости обеспечения силы поддержки, равной 220.5 Н, а работа, совершаемая силой поддержки, равна 3174 Дж или 3.174 кило-джоуля. Теперь задача является полностью решенной с полным пояснением каждого шага.