Question

Груз массой 50 кг поднимают по наклонной плоскости силой 50 Н, направленной вдоль наклонной плоскости, длина которой 5 м, а высота 40 см. Груз движется равномерно. 1. Каков КПД при подъёме груза по наклонной плоскости? 2*. Чему равна сила трения при подъёме груза?

Answer 1

Дано:                         Решение:

m=50кг                       КПД=А полезная/А затраченная;

Fтяги=50Н                 КПД= P*h/Fтяги*длину*100%;

Длина=5м                  Нам даны значения длины, h и F тяги, осталось          h=0.4м                        найти P, P=mg=50*10=500Н

                                  А полезная=P*h=500*0,4=200Дж

                                  А полная=Fтяги*длину=5*50=250Дж

И наконец найдем КПД: 200/250*100; 0,8*100=80%

Ответ: 80%

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые формулы из физики и механики.

1. КПД (Коэффициент полезного действия): КПД определяется как отношение работы, совершенной полезной силой (поднятие груза), к затраченной работы (работа, совершенная всей силой, включая силу трения).

КПД = (Полезная работа) / (Затраченная работа)

Для подъема груза по наклонной плоскости полезная работа равна работе силы подъема: $\text{Полезная работа} = \text{Сила подъема} \times \text{Длина плоскости}$

Затраченная работа равна работе силы подъема плюс работа против силы трения: $\text{Затраченная работа} = \text{Полезная работа} + \text{Работа против трения}$

2. Работа против трения: $\text{Работа против трения} = \text{Сила трения} \times \text{Длина плоскости}$

Теперь подставим значения и решим задачу.

Дано:

• Масса груза ($m$): 50 кг
• Сила подъема ($F$): 50 Н
• Длина плоскости ($d$): 5 м
• Высота ($h$): 40 см (переведем в метры: $h = 0.4$ м)

1. Рассчитаем КПД: $\text{Полезная работа} = F \times d$ $\text{Полезная работа} = 50 \, \text{Н} \times 5 \, \text{м} = 250 \, \text{Дж}$

$\text{Затраченная работа} = \text{Полезная работа} + \text{Работа против трения}$ $\text{Работа против трения} = \text{Сила трения} \times d$ $\text{Сила трения} = \frac{\text{Работа против трения}}{d}$ $\text{Сила трения} = \frac{250 \, \text{Дж}}{5 \, \text{м}} = 50 \, \text{Н}$

$\text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Затраченная работа}} = \frac{250 \, \text{Дж}}{300 \, \text{Дж}} \approx 0.8333 \, \text{(или 83.33\%)}$

2. Сила трения при подъеме груза: Как уже рассчитали ранее, сила трения ($F_{\text{трения}}$) равна 50 Н.