某型號的垃圾收集車進入某小區(qū)收集垃圾。如甲圖所示,在金屬桿拉力作用下,垃圾桶先是被豎直提升至車廂頂部,再繞著桶口處的一根軸線OO′轉(zhuǎn)動起來(軸線OO′圖中未畫出),當轉(zhuǎn)動到桶口朝下時,桶內(nèi)垃圾便自動滑落到車廂內(nèi)。乙圖是人面向車頭看到的配套使用垃圾桶的側(cè)面示意圖,它可以看成一個長方體,其高度為a=100cm、底部是邊長為b=60cm的正方形。丙圖是垃圾桶轉(zhuǎn)動到水平位置時的示意圖,此時O點到金屬桿的距離為20cm。在該小區(qū)收集某次垃圾時,收集到的垃圾剛好裝滿了垃圾桶,且垃圾質(zhì)量分布均勻,垃圾桶和垃圾的總質(zhì)量為90kg。丁圖是全部垃圾剛好能滑落到車廂時,垃圾桶所處位置的示意圖。若金屬桿與其他附屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量忽略不計,試分析回答:
(1)若垃圾桶在丙圖的位置靜止時,則金屬桿對垃圾桶的拉力是多少?
(2)當垃圾桶從乙圖位置轉(zhuǎn)動到丙圖位置的過程中,金屬桿拉力做功的功率為240W,則完成這個過程至少需要多少時間?
(3)若實際操作時,需要4秒鐘才能把垃圾桶從乙圖位置轉(zhuǎn)動到丙圖位置,則此過程中該機械的機械效率是多少?
(4)當垃圾桶從丙圖位置勻速轉(zhuǎn)動到丁圖位置的過程中,若O點到金屬桿的距離近似不變,則金屬桿對垃圾桶的拉力將
變小
變小
,垃圾桶的機械能將
變大
變大
。(均填“變大”、“變小”或“不變”)