Question

найдите КПД наклонной плоскости высотой 20м и длинной 45м, если для подъема груза массой 40кг требуется приложить силу 220Н?​

Answer 1

КПД= Аполез/Аполн
Где Aполез=mgh, а Aполн=F*l
КПД=40*10*20/220*45=80/99≈0,8≈80%
Не очень красивый ответ, конечно.

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо знать формулу для расчета КПД наклонной плоскости:

КПД = (работа, совершенная грузом) / (работа, затраченная на подъем груза)

Для начала нам нужно определить работу, которую нужно совершить, чтобы поднять груз на высоту 20 метров. Работа, совершаемая при подъеме груза, равна произведению силы, приложенной к грузу, на расстояние, на которое поднимается груз:

работа = сила × расстояние

В данном случае, сила равна 220 Н, а расстояние равно высоте наклонной плоскости, то есть 20 метров. Поэтому работа равна:

работа = 220 Н × 20 м = 4400 Дж

Теперь нам нужно определить работу, затраченную на подъем груза. Для этого нам нужно учесть, что при подъеме груза наклонной плоскостью, на которой есть трение, часть работы, затраченной на подъем груза, расходуется на преодоление трения.

Таким образом, работа, затраченная на подъем груза, будет меньше работы, совершенной грузом, и мы можем выразить ее как:

работа, затраченная на подъем груза = работа, совершенная грузом - работа, затраченная на преодоление трения

Для расчета работы, затраченной на преодоление трения, мы должны знать коэффициент трения между грузом и наклонной плоскостью. Предположим, что коэффициент трения равен 0,2. Тогда сила трения будет равна:

сила трения = коэффициент трения × сила нормальной реакции

Сила нормальной реакции равна весу груза, который равен:

вес груза = масса груза × ускорение свободного падения

в данном случае, масса груза равна 40 кг, а ускорение свободного падения принимается равным 9,81 м/с². Поэтому вес груза равен:

вес груза = 40 кг × 9,81 м/с² = 392,4 Н

Следовательно, сила трения равна:

сила трения = 0,2 × 392,4 Н = 78,48