Question

小文的體重為600 N，當他使用如圖所示的滑輪組勻速提升水中的體積為0.01m³的重物A時（重物始終未出水面），他對地面的壓強為8.75×10³Pa． 已知小文與地面的接觸面積為400cm²。當他用此滑輪組在空氣中勻速提升重物B時，滑輪組的機械效率是80%。已知重物A與重物B所受重力之比G_A：G_B=5：12，若不計繩重和摩擦，g取10N/kg． 求：
（1）提升重物A時小文對地面的壓力
（2）物體A的密度
（3）在水中提升重物A時滑輪組的機械效率
（4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度勻速上升，小文拉繩的功率P

Answer 1

解：
（1）F_支=F_壓=p_人S_人=8.75×10³Pa×400×10^-4m²=350 N；
（2）F_拉=G_人-F_支=600N-350N=250N，F_浮=ρ_水gV_A = 1×10³kg/m³×10 N/ kg×0.01m³=100 N， G_A +G_動 =2F_拉+F_浮=2×250 N+100 N = 600 N，G_A + G_動= 600N，
B在空氣中： ，G_A：G_B =5：12，由①②③式可得G_A=375 N， G_動=225 N，=3.75×10³kg/m³ ；
（3）A在水中 = 55% ；
（4）P=F'_拉.v_拉= ×2×0.2 m/s =120W。