Question

Велосипедист массой 55 кг поднялся на велосипеде массой 5 кг на холм, высота которого 10 м, совершив при этом работу 8 кДж. Найдите коэффициент полезного действия велосипеда. Трение качения колёс о дорогу не учитывайте. ​

Answer 1

Ответ:

m = 55 кг + 5 кг = 60 кг

P = mg = 60 кг * 10 Н/кг = 600 Н

Aполезн = РS = 600 Н * 10 м = 6 кДж

Answer 2

Для нахождения коэффициента полезного действия велосипеда, мы можем использовать следующее уравнение, основанное на законе сохранения энергии:

Работа (работа велосипедиста) = Энергия, затраченная велосипедистом + Энергия, переданная велосипеду + Энергия потерь

Работа (работа велосипедиста) = 8 кДж Масса велосипедиста (m1) = 55 кг Масса велосипеда (m2) = 5 кг Высота холма (h) = 10 м

Сначала найдем работу, совершенную велосипедистом для подъема на холм:

Работа велосипедиста = масса * ускорение свободного падения * высота Работа велосипедиста = m1 * g * h

где m1 - масса велосипедиста g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.81 м/с²) h - высота холма

Работа велосипедиста = 55 кг * 9.81 м/с² * 10 м = 5395.5 Дж

Теперь найдем работу, переданную велосипеду:

Работа велосипеда = работа - работа велосипедиста Работа велосипеда = 8000 Дж - 5395.5 Дж = 2604.5 Дж

Теперь мы можем найти коэффициент полезного действия (η) велосипеда, который представляет собой отношение работы, выполненной велосипедом, к работе, выполненной велосипедистом:

η = Работа велосипеда / Работа велосипедиста

η = 2604.5 Дж / 5395.5 Дж ≈ 0.483

Итак, коэффициент полезного действия велосипеда составляет приблизительно 0.483 или 48.3%.