Question

Мальчик катит чемодан на колёсиках вверх по наклонному коридору. Масса чемодана 10 кг, мальчик прошел 50 метров и при этом поднялся на 2 метра. На протяжении всего пути он тянул чемодан с силой Н. Каков коэффициент полезного действия колёс чемодана при таком наклоне пола?

Answer 1

Ответ:

Дано

m=10кг

l=50м

h=2м

q=10Н/кг

F=? Н

КПД-?

Решение

Ап. mqh

КПД=—————*100%=—————*100%

Аз. F*l

10кг*10Н/кг*2м

КПД=——————————*100%

F=? Н*50м

Answer 2

Для определения коэффициента полезного действия колес чемодана на наклонном полу, мы можем воспользоваться следующей формулой:

КПД = (работа полезная) / (работа затраченная).

Сначала определим работу, выполненную мальчиком, чтобы поднять чемодан на 2 метра против гравитации. Работа можно вычислить по формуле:

Работа = сила * путь.

Сила тяжести, действующая на чемодан, равна его массе умноженной на ускорение свободного падения (приближенно принимаем за 9,8 м/с²).

Сила тяжести = масса * ускорение свободного падения, Сила тяжести = 10 кг * 9,8 м/с² = 98 Н.

Теперь, работа, которую мальчик совершил, чтобы поднять чемодан на 2 метра, равна:

Работа = 98 Н * 2 м = 196 Дж.

Следующим шагом нужно определить работу, затраченную мальчиком на тягу чемодана на расстоянии 50 метров. Работа, затраченная на перемещение объекта по горизонтальной поверхности, равна:

Работа = сила * путь.

В данном случае, сила, с которой мальчик тянул чемодан (сила трения), равна силе веса чемодана, так как чемодан не двигается вертикально. Таким образом, сила трения равна 98 Н.

Работа, затраченная на перемещение чемодана на 50 метров по горизонтальной поверхности, равна:

Работа = 98 Н * 50 м = 4900 Дж.

Теперь мы можем найти коэффициент полезного действия колес чемодана:

КПД = (работа полезная) / (работа затраченная) = 196 Дж / 4900 Дж ≈ 0,04.

Коэффициент полезного действия колес чемодана при таком наклоне пола составляет примерно 0,04, или 4%. Это означает, что всего 4% затраченной энергии мальчика было использовано на поднятие чемодана на наклонной поверхности, а остальные 96% ушли на преодоление трения и других потерь.