Question

图是小兴踩脚踏式翻盖垃圾桶的照片。小兴穿的鞋是41码（26cm）。若 桶盖质量为500g，且质量分布均匀，请估算： 

（1）．若要把桶盖顶起，脚掌对踏板的压力至少应该是多大？

（2）．将桶盖翻到照片所示状态，至少要做多少功？

Answer 1

（1）若要把桶盖顶起，脚对踏板的压力至少应该为桶盖水平放置时被顶起所需力的大小。因桶盖的质量分布均匀，重力作用在桶盖的重心位置。

小兴的鞋的尺码是41码，脚长度为26cm。

用刻度尺测量出各段距离，根据鞋的长度与各距离的相同比例关系，可得出如下的估测值：AO1=13cm； O1B=26cm；CO2=86cm；DO2=22cm.

设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对学科网桶盖上的D点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件有；F×AO1= F1×O1B，

G× CO2= F2×DO2。

 F1= F2

解得：F=19.6N

(2)将桶盖从水平翻为照片中所示状态的过程中，重心将升高约为24cm，根据重力做功的公式：W=mgh=0.5kg×10N/kg×0.24m=1.2J。