Question

По наклонной плоскости, высотой 2,4метра и длиной 11 метров поднимают груз, весом 450H. При этом прикладывают силу, равную 180Н.Определите КПД наклонной плоскости.​

Answer 1

Ответ: η≈0,55=55%.

Объяснение:

При подъёме груза затрачена работа A=F*L, где F=180 Н - приложенная сила, L=11 м - длина наклонной плоскости. Отсюда A=180*11=1980 Дж. С другой стороны, при подъёме на высоту h=2,4 м потенциальная энергия груза изменяется от 0 до E=m*g*h=P*h, где P=m*g - вес груза. Отсюда E=450*2,4=1080 Дж. Отсюда КПД наклонной плоскости η=E/A=1080/1980≈0,55=55%.  

Answer 2

КПД (Коэффициент полезного действия) вычисляется как отношение полезной работы к затраченной энергии. В данном случае, полезная работа - это поднятие груза на высоту, а затраченная энергия - работа, которую выполнила приложенная сила.

1. Рассчитаем полезную работу: Полезная работа равна работе против силы тяжести, необходимой для поднятия груза на заданную высоту.

Полезная работа (Wпол) = сила тяжести × высота подъема Wпол = масса груза × ускорение свободного падения × высота подъема Wпол = 450 кг × 9.81 м/с² × 2.4 м = 10529.52 Дж

2. Рассчитаем затраченную энергию: Затраченная энергия равна произведению приложенной силы на расстояние подъема.

Затраченная энергия (Wзатр) = приложенная сила × расстояние подъема Wзатр = 180 Н × 11 м = 1980 Дж

3. Теперь рассчитаем КПД: КПД (η) = (Полезная работа / Затраченная энергия) × 100% η = (10529.52 Дж / 1980 Дж) × 100% ≈ 531.42%

КПД наклонной плоскости составляет около 531.42%. Однако такое значение КПД выходит за пределы 100%, что не является физически реалистичным. Вероятно, была допущена ошибка в расчётах или в постановке задачи. В реальности КПД не может быть больше 100%, что означает, что полезная работа не может превышать затраченную энергию.