Question

圖是小興踩腳踏式翻蓋垃圾桶的照片。小興穿的鞋是41碼（26cm）。若 桶蓋質(zhì)量為500g，且質(zhì)量分布均勻，請估算： 

（1）．若要把桶蓋頂起，腳掌對踏板的壓力至少應(yīng)該是多大？

（2）．將桶蓋翻到照片所示狀態(tài)，至少要做多少功？

Answer 1

（1）若要把桶蓋頂起，腳對踏板的壓力至少應(yīng)該為桶蓋水平放置時被頂起所需力的大小。因桶蓋的質(zhì)量分布均勻，重力作用在桶蓋的重心位置。

小興的鞋的尺碼是41碼，腳長度為26cm。

用刻度尺測量出各段距離，根據(jù)鞋的長度與各距離的相同比例關(guān)系，可得出如下的估測值：AO1=13cm； O1B=26cm；CO2=86cm；DO2=22cm.

設(shè)腳對A點(diǎn)的作用力為F，頂桿對B點(diǎn)的作用力為F1，頂桿對學(xué)科網(wǎng)桶蓋上的D點(diǎn)的作用力為F2，根據(jù)杠桿平衡條件有；F×AO1= F1×O1B，

G× CO2= F2×DO2。

 F1= F2

解得：F=19.6N

(2)將桶蓋從水平翻為照片中所示狀態(tài)的過程中，重心將升高約為24cm，根據(jù)重力做功的公式：W=mgh=0.5kg×10N/kg×0.24m=1.2J。