Question

Ученикам 7 класса ВОПРОС Валун массой 120кг приподняли рычагом, плечи которого относятся, как 1 к 2, на 10см. Модуль приложеной силы равен 650Н. Каков КПД рычага?

Answer 1

Сразу заметим, что это подвижной блок , значит для него справедливо золотое правило механики ( во сколько раз выигрываем в силе во столько проигрываем в расстоянии)
КПД= A полезн/ А затрач.           А полезн=mgh.  А затрач= 2hF. ( проиграли в 2 раза в расстоянии)
КПД= (mgh)/2hF
КПД= (1200*0,1)/0,2*650= 120/130 ~~ 92%
Ответ: 92 %

Answer 2

Для решения этой задачи нужно воспользоваться формулой для вычисления КПД:

КПД = (работа, совершенная механизмом / затраченная энергия) x 100%

Работа, совершенная механизмом, в данном случае равна силе, умноженной на путь, который пройдет точка приложения силы:

работа = сила x путь

Сначала найдем длину пути, который пройдет точка приложения силы. Для этого нужно учесть, что плечи рычага относятся, как 1 к 2, а значит, один конец рычага сместится на вдвое меньшее расстояние, чем другой. Таким образом, точка приложения силы пройдет путь:

10 см / 3 = 3.33 см

Теперь можно вычислить работу, совершенную механизмом:

работа = 650 Н x 0.0333 м = 21.45 Дж

Затраченная энергия в данном случае равна произведению силы, приложенной к рычагу, на его путь:

затраченная энергия = 120 кг x 9.8 м/с² x 0.1 м = 117.6 Дж

Теперь можно вычислить КПД:

КПД = (21.45 Дж / 117.6 Дж) x 100% ≈ 18.2%

Ответ: КПД рычага при поднятии валуна массой 120 кг равен около 18.2%.