р = 400 кПа = 400000 Н
F2 ( сила действующая на меньший поршень ) = 200 Н
S1 ( площадь большего поршня ) = 0,04 м²
а ) F1 - ?
б ) ( S1 ) / ( S2 ) - ?
p = const = 400000 Н
р = F / S
F = pS
S = F / p
а ) F1 ( сила действующая на больший поршень ) = p * S1
F1 = 400000 * 0,04 = 16000 Н
б ) S2 ( площадь меньшего поршня ) = F2 / p
S2 = 200 / 400000 = 0,0005 м²
выигрыш в силе равен отношению площадей большего к меньшему поршней
выигрыш в силе = S1 / S2
выигрыш в силе = 0,04 / 0,0005 = 80 раз
ответ : а ) 16000 Н = 16 кН
б ) 80 раз
Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.
