Question

Определить КПД наклонной плоскости при подъеме тела, если учащийся с помощью динамометра и линейки получил такие результаты: масса тела 2,5 кг; высота плоскости 0,5 м; длина плоскости 0,75 м; сила, приложенная к телу, 4 Н. [7]a) Используя данные задачи вычислите полезную работу Aполез по подъему груза на высоту hб) Определите работу, совершаемую при движении груза по наклонной плоскостив) Определите коэффициент полезного действия наклонной пло​

Answer 1

Дано

m = 2,5 кг

h = 0,5 м

L = 0,75 м

F = 4Н

А полез - ?

А соверш - ?

КПД - ?

1)

$А полез = Fh = 4Н × 0,5 м = 2Дж$

2)

$А соверш = FL = 4Н × 0,75 м = 3 Дж$

3)

$КПД = \frac{А полез }{А соверш} × 100\% = \frac{2 Дж }{3 Дж} × 100\% ≈ 67\%$

Answer 2

Для решения этой задачи сначала вычислим полезную работу (работу, совершаемую на подъем груза), затем работу, совершаемую при движении груза по наклонной плоскости, и наконец, найдем коэффициент полезного действия.

a) Полезная работа (Aполез) вычисляется как работа, совершенная при подъеме груза на высоту. Формула для этой работы:

Aполез = сила * высота = F * h

где F - сила, приложенная к телу, и h - высота плоскости.

Aполез = 4 Н * 0,5 м = 2 Дж

b) Теперь определим работу, совершаемую при движении груза по наклонной плоскости. Работа (A) при движении на наклонной плоскости может быть вычислена следующим образом:

A = сила * путь

В данном случае, путь равен длине наклонной плоскости (0,75 м), и сила равна силе, приложенной к телу (4 Н). Таким образом,

A = 4 Н * 0,75 м = 3 Дж

c) Теперь определим коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости. КПД вычисляется как отношение полезной работы к всей работе, совершенной над системой:

КПД = Aполез / A

КПД = 2 Дж / 3 Дж ≈ 0,67

КПД наклонной плоскости составляет около 0,67, что означает, что около 67% всей совершенной работы использовано для подъема груза на высоту, а остальная часть потеряна на преодоление трения и других неэффективных потерь.