Question

Груз, масса которого 2 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 1,2 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4Н. Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки?

Answer 1

n=Ap/Az*100%

Ap=mgh=2*9.8*0.2=3.92

Az=FS=5.4*1.2=6.48

n=3.92/6.48*100≈60.5%

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) установки можно вычислить по формуле:

$КПД = \frac{Полезная\,работа}{Затраченная\,энергия} \times 100\%.$

Для начала, давайте вычислим полезную работу. Полезная работа равна силе, умноженной на перемещение в направлении этой силы:

$Полезная\,работа = Сила \times Перемещение.$

В данном случае, сила равна 5.4 Н, а перемещение равно высоте наклонной плоскости, то есть 0.2 м:

$Полезная\,работа = 5.4\,Н \times 0.2\,м = 1.08\,Дж.$

Теперь вычислим затраченную энергию. Затраченная энергия равна работе силы тяжести, преодоленной учеником:

$Затраченная\,энергия = Масса \times Ускорение\,свободного\,падения \times Высота.$

Ускорение свободного падения обычно принимается равным приблизительно 9.8 м/с². В данном случае масса равна 2 кг, а высота равна 0.2 м:

$Затраченная\,энергия = 2\,кг \times 9.8\,м/с² \times 0.2\,м = 3.92\,Дж.$

Теперь можем вычислить КПД:

$КПД = \frac{1.08\,Дж}{3.92\,Дж} \times 100\% \approx 27.55\%.$

Таким образом, ученик должен получить результат около 27.55% при вычислении КПД установки.