Question

Контрольная работа 1. При равномерном подъеме из колодца ведра, наполненной водой, была совершена работа 50 Дж. Определите глубину колодца, если масса ведра с водой 12 л?2. Лошадь тянет плуг, прилагая силу 170 Н. За 5 мин он проходит путь, равный 400 м. Вычислите мощность, развиваемую лошадью.3. На установке для определения КПД наклонной плоскости были получены следующие данные: длина наклонной плоскости 10 м, высота 8 см. Груз массой 300 г перемещали равномерно по наклонной плоскости, действуя силой 2,5 Н. Определите КПД наклонной плоскости.4. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 0,4 м и 0,2 м. К большему плечу приложена сила 0,06 кН. Какая сила приложена к меньшему плечу?5. Если полезная работа при перемещении груза равна 250 Дж, а затраченная при этом работа составила 400Дж, чему равен КПД такого механизма?​

Answer 1

Ответ: В задаче №1 допущена ошибка "Масса ведра с водой 12 л", и это притом, что литры - это внесистемная единица измерения объема, а не массы.

Объяснение:

Задача №1. Смотри фото. Пользуешься формулой A = F * h, где F - сила тяги, a h - глубина колодца. В данной задаче сила тяги равна силе тяжести(mg), так как мы РАВНОМЕРНО поднимаем ведро. Остальное увидишь на картинке.

Задача №2. Смотри фото. Пользуешься формулой для вычисления мощности и работы. Подставляешь значения и задача решена.

Задача №3. КПД = $\frac{0,3*10*0,08}{2,5*10} * 100 = 0,96$

Задача №4. Смотришь решение на картинке.

Задача №5. Смотришь картинку.

Answer 2

1. Для определения глубины колодца, можно воспользоваться формулой для потенциальной энергии:

   Потенциальная энергия (работа) = масса * ускорение свободного падения * высота

   Работа = 50 Дж Масса ведра с водой = 12 кг (переведем литры в килограммы, учитывая, что 1 литр воды массой около 1 кг) Ускорение свободного падения (g) ≈ 9.81 м/с²

   Теперь мы можем найти высоту (глубину) колодца:

   50 Дж = 12 кг * 9.81 м/с² * h

   h = 50 Дж / (12 кг * 9.81 м/с²) ≈ 0.42 м

   Глубина колодца около 0.42 метра.

2. Мощность можно вычислить по формуле:

   Мощность = Работа / Время

   Где работа измеряется в джоулях (Дж), а время в секундах (с).

   В данном случае, работа равна силе, умноженной на путь, и время нужно перевести в секунды:

   Работа = 170 Н * 400 м = 68 000 Дж Время = 5 мин = 5 * 60 с = 300 с

   Теперь вычислите мощность:

   Мощность = 68 000 Дж / 300 с ≈ 226.67 Вт

   Мощность лошади составляет примерно 226.67 Вт.

3. КПД (коэффициент полезного действия) можно найти с помощью формулы:

   КПД = (Полезная работа / Затраченная работа) * 100%

   Полезная работа - работа, совершаемая над грузом (в данном случае, это работа силы, умноженная на расстояние), затраченная работа - работа, которую нужно совершить для поднятия груза на высоту.

   Полезная работа = 2,5 Н * 10 м = 25 Дж Затраченная работа = 0,3 кг * 9.81 м/с² * 0,08 м = 23.52 Дж (масса в граммах переведена в килограммы)

   Теперь найдем КПД:

   КПД = (25 Дж / 23.52 Дж) * 100% ≈ 106.61%

   КПД наклонной плоскости составляет примерно 106.61%.

4. Для нахождения силы, приложенной к меньшему плечу, можно использовать момент сил:

   Момент силы = Плечо * Сила

   Где плечо измеряется в метрах.

   Плечо большего рычага = 0,4 м Плечо меньшего рычага = 0,2 м Сила = 0,06 кН = 60 Н (переводим килоньютоны в ньютоны)

   Теперь найдем силу, приложенную к меньшему плечу:

   Момент большего рычага = Момент меньшего рычага

   0,4 м * 60 Н = 0,2 м * F

   F = (0,4 м * 60 Н) / 0,2 м = 120 Н

   Сила, приложенная к меньшему плечу, составляет 120 Н.

5. КПД (коэффициент полезного действия) механизма можно найти по формуле:

   КПД = (Полезная работа / Затраченная работа) * 100%

   В данном случае:

   Полезная работа = 250 Дж Затраченная работа = 400 Дж

   Теперь найдем КПД:

   КПД = (250 Дж / 400 Дж) * 100% = 62.5%

   КПД такого механизма составляет 62.5%.