三个力的作用是什么

探索初中物理力学:详解第403题
题目描述了一个复杂的物理情境,其中包括支架、滑轮组、细绳和重物等。我们来逐步解析这个问题。
1. 支架OB固定在墙面的O点,并可在竖直面内绕O点转动。细绳BC与支架在B点连接,另一端固定在墙上的C点。此时支架水平,细绳与支架形成30°的夹角。滑轮组悬挂在支架的A处,其中OA=2AB。一个重500N的工人用力拉动绳子自由端,使一个重540N的物体M匀速上升。此时滑轮组的机械效率为90%。我们首先要计算工人对地面的压强和细绳BC对支架的拉力。
2. 对滑轮组进行分析:动滑轮承担力的绳子的股数n=2,物体的重力GM=540N,滑轮组的机械效率η=90%,且滑轮组的定滑轮和动滑轮重力相等。由此我们可以计算出工人对绳子的拉力F,然后根据相互作用原理得到绳对人的拉力F'=F。进一步计算出动滑轮的重力G动和定滑轮的重力G定。
3. 对工人进行受力分析:工人受到竖直向下的重力G人(500N)、竖直向上的拉力F'和竖直向上的支持力F支。根据平衡条件,我们可以计算出支持力F支和工人对地面的压力F压。再由工人与地面的接触面积S计算出工人对地面的压强p。
4. 对支架BOC进行分析:将其视为一个杠杆模型。其中支点为O点,阻力F2包括定滑轮的重力和n倍的拉力F。计算阻力臂L2为OA。动力F1作用在B点,作用线在BC上,而动力臂L1需要通过支点O作BC的垂线得到。根据杠杆原理,我们可以计算出细绳BC对支架的拉力F1。
答案为:工人对地面的压强为4000Pa,细绳BC对支架的拉力为1280N。
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