Question

При строительстве пирамид очень часто применяли простейший механизм – рычаг. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз весом 20 кН равномерно подняли на высоту 60 см, при этом к большему плеча рычага было приложено силу 5 кН, а точка приложения опустилась на 3 м.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

F₁ = 20 кН = 20 000 Н

h₁ = 60 см = 0,60 м

F₂ = 5 кН = 5 000 Н

h₂ = 3 м

_______________

КПД-?

1)

Полезная работа:

Aпол = F₁·h₁ = 20 000·0,6 = 12 000 Дж

2)

Совершенная работа:

Асов = F₂·h₂ = 5 000·3 = 15 000 Дж

3)

Коэффициент полезного действия:

КПД = Aпол·100% / Асов

КПД = 12000·100% / 15000 = 80%

Answer 2

Для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) рычага, нужно знать, какая работа была сделана полезной (поднятие груза) и какая работа была потрачена на это (приложение силы к рычагу).

Работа полезная (поднятие груза) вычисляется как произведение силы, приложенной к рычагу, на расстояние, на которое перемещается точка приложения силы. Работа полезная равна произведению момента силы (сила умноженная на плечо рычага) на перемещение точки приложения силы:

Работа полезная = сила × плечо = 5 кН × 3 м = 15 кН·м.

Работа затраченная (потраченная на приложение силы к рычагу) также вычисляется как произведение силы на расстояние:

Работа затраченная = сила × путь = 5 кН × 60 см = 5 кН × 0.6 м = 3 кН·м.

Теперь можем вычислить КПД:

КПД = (Работа полезная / Работа затраченная) × 100% = (15 кН·м / 3 кН·м) × 100% = 500%.

Таким образом, КПД рычага составляет 500%. Это означает, что при использовании данного рычага удалось получить работу поднятия груза в 5 раз больше, чем работа, затраченная на приложение силы к рычагу.