Question

Вантаж, маса якого 1,2 кг, учень рівномірно перемістив по похилій площині довжиною 0,8 м на висоту 0,2 м. При цьому переміщенні сила, спрямована паралельно похилій площині, дорівнювала 5 Н. Який результат повинен отримати учень при обчисленні ККД установки?

Answer 1

ККД=Aкор/Aповна×100%

Aкор=mgh

Аповна=Fl

Aкор=1,2×10×0,2=2,4 кДж

Аповна= 5×0,8=4кДж

ККД=2,4/4×100%=60%

Відповідь: ККД установки 60%

Answer 2

Щоб обчислити коефіцієнт корисної дії (ККД) установки, яка переміщує вантаж по похилій площині, треба знати вхідну енергію та корисну роботу, яку вона виконує. Формула для обчислення ККД має вигляд:

$ККД = \frac{Корисна\;робота}{Вхідна\;енергія} \times 100\%$

Для розрахунку потрібно знайти обидві складові: корисну роботу та вхідну енергію.

1. Корисна робота: Корисна робота в даному випадку - це робота, виконана проти сили тяжіння на вантажі, який піднімається по похилій площині. Робота визначається як добуток сили, прикладеної до об'єкта, на відстань, на яку його переміщено у напрямку сили. Тобто:

$Корисна\;робота = Сила \times Відстань$

У даному випадку сила дорівнює 5 Н, а відстань - 0,8 м.

$Корисна\;робота = 5\, Н \times 0,8\, м = 4\, Дж$

2. Вхідна енергія: Вхідна енергія - це енергія, яка витрачається на приведення системи в рух. В даному випадку вхідна енергія визначається як добуток сили, прикладеної до вантажу, на відстань, на яку його переміщено вздовж похилої площини.

$Вхідна\;енергія = Сила \times Відстань$

Сила дорівнює 5 Н, а відстань - 0,8 м.

$Вхідна\;енергія = 5\, Н \times 0,8\, м = 4\, Дж$

Тепер, підставляючи знайдені значення в формулу ККД:

$ККД = \frac{Корисна\;робота}{Вхідна\;енергія} \times 100\% = \frac{4\, Дж}{4\, Дж} \times 100\% = 100\%$

Отже, учень повинен отримати результат, що коефіцієнт корисної дії установки дорівнює 100%, що означає, що усю вхідну енергію він використовує для виконання корисної роботи.