Question

8. Груз массой 10 кг равномерно переместили к вершине наклонной плоскости длиной 4 м и высотой 20см. При этом была приложена сила 7 Н. Каков КПД установки? (ускорение свободного падения g=9,8 Н/кг) a) Запишите формулу механической работы. [1] b) Вычислите полезную работу по подъему тела на высоту h (Aполез). [1] с) Определите работу, совершаемую при движении тела по наклонной плоскости (Aсоверш). [1] d)Найдите коэффициент полезного действия наклонной плоскости. [1]

Answer 1

Ответ:

а) A=mgh

б) Aполезн=mgh=10*9.8*0.2=49 Дж

с) Aпол=F*S=70*4=280 Дж

д) КПД=49/280*100=17,5 %

Объяснение:

замечание: Приложенная сила не может быть 7 Н как по условию

Поэтому было изменено на 70 Н - это может быть любое число

Если принять 7 Н то КПД будет больше 100 %

а это уже вечный двигатель

Answer 2

a) Формула механической работы (работа, совершаемая при подъеме тела) вычисляется как произведение приложенной силы (F) на расстояние (d), на которое перемещается тело в направлении этой силы:

Механическая работа (W) = F * d

где W - механическая работа в джоулях (Дж), F - приложенная сила в ньютонах (Н), d - расстояние в метрах (м).

b) Для вычисления полезной работы по подъему тела на высоту h (Aполез), используем формулу:

Aполез = F * h

где Aполез - полезная работа в джоулях (Дж), F - приложенная сила в ньютонах (Н), h - высота подъема в метрах (м).

В данном случае F = 7 Н, а h = 0,2 м (20 см).

Aполез = 7 Н * 0,2 м = 1,4 Дж

с) Чтобы определить работу, совершаемую при движении тела по наклонной плоскости (Aсоверш), нужно учесть, что часть приложенной силы используется для преодоления силы трения и перемещения тела по наклонной плоскости. Работа силы трения на пути подъема равна Fтр * d, где Fтр - сила трения, а d - путь подъема по наклонной плоскости.

Fтр = масса * ускорение свободного падения

Масса груза (m) = 10 кг Ускорение свободного падения (g) = 9,8 Н/кг

Fтр = 10 кг * 9,8 Н/кг = 98 Н

Теперь найдем длину пути подъема по наклонной плоскости (d). Это длина гипотенузы в треугольнике, где высота (h) равна 0,2 м, а длина наклонной плоскости (l) равна 4 м. Можно использовать теорему Пифагора:

d = √(h^2 + l^2) d = √(0,2 м^2 + 4 м^2) d = √(0,04 м^2 + 16 м^2) d = √(16,04 м^2) d ≈ 4,0025 м

Теперь мы можем вычислить работу, совершаемую при движении тела по наклонной плоскости (Aсоверш):

Aсоверш = Fтр * d Aсоверш = 98 Н * 4,0025 м ≈ 396,215 Дж

d) Коэффициент полезного действия (КПД) установки можно найти, разделив полезную работу (Aполез) на всю механическую работу (W), которую совершает приложенная сила:

КПД = Aполез / W

W = Aполез + Aсоверш W = 1,4 Дж + 396,215 Дж ≈ 397,615 Дж

Теперь вычислим КПД:

КПД = 1,4 Дж / 397,615 Дж ≈ 0,0035

КПД установки составляет приблизительно 0,35% (или 0,0035 в десятичной форме).