3. Птенец серебристой чайки выпал из гнезда, находящегося на высоте 2400 мм. Вам нужно помочь птенцу с помощью рычага с КПД =75%. С какой силой нужно давить на плечо рычага, чтобы оно опустилось на 0,24 м, подняв птенца массой 100 г на уровень гнезда?

Решение:

Для решения задачи используем понятие КПД (коэффициента полезного действия) и принцип работы рычага.

1. Переведём единицы измерения:
   • Масса птенца: \( m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг} \)
   • Высота подъёма: \( h = 2.4 \text{ м} \) (2400 мм)
   • Перемещение плеча: \( s = 0.24 \text{ м} \)
   • КПД: \( \eta = 75\% = 0.75 \)
   • Ускорение свободного падения: \( g \approx 9.8 \text{ м/с}^2 \)
2. Рассчитаем полезную работу (A_пол), которая совершается при подъёме птенца:
   \( A_{пол} = F_{подъёма} \times h = mgh \)
   \( A_{пол} = 0.1 \text{ кг} \times 9.8 \text{ м/с}^2 \times 2.4 \text{ м} = 2.352 \text{ Дж} \)
3. Рассчитаем полную работу (A_полн), совершаемую при нажатии на рычаг, используя КПД:
   \( \eta = \frac{A_{пол}}{A_{полн}} \)
   \( A_{полн} = \frac{A_{пол}}{\eta} \)
   \( A_{полн} = \frac{2.352 \text{ Дж}}{0.75} = 3.136 \text{ Дж} \)
4. Рассчитаем силу (F), с которой нужно давить на плечо рычага:
   Полная работа также определяется как: \( A_{полн} = F \times s \)
   Выразим силу: \( F = \frac{A_{полн}}{s} \)
   \( F = \frac{3.136 \text{ Дж}}{0.24 \text{ м}} \approx 13.07 \text{ Н} \)

Ответ: Необходимо давить на плечо рычага с силой примерно 13,07 Н.