Определите силу, которую необходимо приложить к рычагу с КПД 80% для того, чтобы поднять медный кубик с длиной ребра 2 см на высоту 15 см, если точка приложения силы при этом опустилась на 32 см.

Для решения задачи необходимо использовать принцип сохранения энергии. Потенциальная энергия, которую необходимо сообщить медному кубику, равна работе силы тяжести, которую нужно преодолеть, чтобы поднять кубик на высоту 15 см:

E = mgh

где m - масса кубика, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема.

Масса кубика равна:

m = ρV = ρa^3,

где ρ - плотность меди (8,96 г/см^3), V - объем кубика, a - длина ребра.

V = a^3 = (2 см)^3 = 8 см^3 = 8 * 10^-6 м^3

m = ρa^3 = 8,96 г/см^3 * 8 * 10^-6 м^3 = 0,0717 кг

Теперь можно вычислить потенциальную энергию:

E = mgh = 0,0717 кг * 9,8 м/с^2 * 0,15 м = 0,105 Дж

Так как КПД рычага равен 80%, то работа, которую нужно совершить, равна:

A = E/КПД = 0,105 Дж / 0,8 = 0,131 Дж

Чтобы определить силу, которую необходимо приложить к рычагу, можно воспользоваться формулой для вычисления механической работы:

A = F * L * КПД

где F - сила, L - путь, пройденный точкой приложения силы.

Так как точка приложения силы опустилась на 32 см, то путь, пройденный точкой приложения силы, равен 0,32 м. Подставляя известные значения в формулу, получаем:

0,131 Дж = F * 0,32 м * 0,8

F = 0,131 Дж / (0,32 м * 0,8) = 0,51 Н

Ответ: сила, которую необходимо приложить к рычагу, равна 0,51 Н.