Question

4. Груз массой 15 кг перемещают по наклонной плоскости, прикладывая усилие 40 Н? Длина наклонной плоскости равна1,8 м, высота - 30 см. (g = 10 Н/кг) 4.1 Определи полезную работу при подъеме груза на высоту 4.2 Определи полную работу, совершаемую при движении груза по наклонной плоскости 4.3 Вычисли КПД наклонной плоскости.

Answer 1

Ответ: 45 Дж; 72 Дж; 62,5%

Объяснение: КПД наклонной плоскости равно: η=(Ап/Аз)*100%, где: Ап-полезная работа; Аз-затраченная работа.

Ап=mgh=15*10*0,3=45 Дж;

Аз=F*s=40*1,8=72 Дж;

η=45/72*100=62,5%

Answer 2

Для решения этой задачи нам потребуется использовать следующие формулы:

1. Работа (работа поднимания груза на высоту) вычисляется как произведение приложенной силы на перемещение в направлении силы:

   Работа (W) = Сила (F) * Путь (d)

2. Полезная работа - это работа, которая приводит к подъему груза на высоту.

3. Полная работа - это работа, совершаемая при перемещении груза по наклонной плоскости.

4. КПД (Коэффициент полезного действия) вычисляется как отношение полезной работы к полной работе.

Давайте начнем с расчетов:

4.1 Определим полезную работу при подъеме груза на высоту: Масса груза (m) = 15 кг Высота (h) = 30 см = 0.3 м Гравитационное ускорение (g) = 10 Н/кг

Работа подъема = Сила подъема * Путь = (м * g) * h = (15 кг * 10 Н/кг) * 0.3 м = 45 Н * 0.3 м = 13.5 Дж

Ответ: Полезная работа при подъеме груза на высоту равна 13.5 Дж.

4.2 Определим полную работу, совершаемую при движении груза по наклонной плоскости: Длина наклонной плоскости (d) = 1.8 м

Работа подвигания по наклонной плоскости = Сила подвигания * Путь Поскольку наклонная плоскость создает дополнительное сопротивление, сила подвигания равна сумме силы груза, направленной вдоль наклонной плоскости, и силы сопротивления.

Сила груза вдоль наклонной плоскости (F_груз) = м * g * sin(угол наклона) Угол наклона (θ) = арктан(высота / длина) = арктан(0.3 м / 1.8 м) ≈ 9.46 градусов

Сила груза вдоль наклонной плоскости (F_груз) = 15 кг * 10 Н/кг * sin(9.46 градусов) ≈ 24.29 Н

Теперь, мы можем вычислить полную работу: Работа подвигания по наклонной плоскости = F_груз * d = 24.29 Н * 1.8 м ≈ 43.72 Дж

Ответ: Полная работа при движении груза по наклонной плоскости равна примерно 43.72 Дж.

4.3 Вычислим КПД наклонной плоскости: КПД (η) = (Полезная работа) / (Полная работа) = (13.5 Дж) / (43.72 Дж) ≈ 0.308

Ответ: КПД наклонной плоскости равен примерно 0.308, что соответствует 30.8%.