Question

Важіль знаходиться в рівновазі під дією двох сил. Перша сила 8 Н має плече 20см. Визначте, чому дорівнює друга сила, якщо її плече 16 см. Машина рівномірно піднімає тіло масою 200 кг на висоту 15 м за 60 с. Чому дорівнює її потужність? Вантаж, маса якого 0,6 кг, учень рівномірно перемістив по похилій площині довжиною 1,2м на висоту 0,4 м. При цьому переміщенні сила, спрямована паралельно похилій площині, дорівнювала 2,5 Н. Який результат повинен отримати учень при обчисленні ККД установки (у %) ?

Answer 1

Все Ответы в вложении)

Answer 2

Завдання 1: Важіль у рівновазі

Для того щоб важіль перебував у рівновазі, моменти сил, діючих на нього, повинні бути збалансовані. Момент сили визначається як добуток сили на плече (відстань від точки прикладання сили до осі обертання).

За умовою:

Перша сила: F₁ = 8 Н, плече₁ = 20 см = 0,2 м Друга сила: F₂ = ?, плече₂ = 16 см = 0,16 м

Момент першої сили: M₁ = F₁ * плече₁ = 8 Н * 0,2 м = 1,6 Нм

Щоб важіль перебував у рівновазі, момент другої сили повинен бути такий же: M₂ = F₂ * плече₂

Таким чином, ми маємо рівняння: M₁ = M₂

1,6 Нм = F₂ * 0,16 м

F₂ = 1,6 Нм / 0,16 м = 10 Н

Отже, друга сила дорівнює 10 Н.

Завдання 2: Потужність машини

Потужність можна розрахувати за формулою:

Потужність (P) = Робота (W) / Час (t)

Робота виконана над тілом рівна силі, помноженій на відстань, на яку переміщується тіло.

Маса (m) = 200 кг Висота (h) = 15 м Час (t) = 60 с

Робота (W) = m * g * h, де g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с²)

W = 200 кг * 9,81 м/с² * 15 м = 29430 Дж

Потужність (P) = 29430 Дж / 60 с = 490,5 Вт (ват)

Отже, потужність машини дорівнює приблизно 490,5 Вт.

Завдання 3: ККД установки

ККД (коефіцієнт корисної дії) визначається як відношення корисно використаної роботи до всієї вкладеної роботи.

ККД = (Корисна робота / Вкладена робота) * 100%

Корисна робота в цьому випадку - це переміщення вантажу на висоту.

Вкладена робота - це робота, витрачена учнем на переміщення вантажу по похилій площині.

Сила, що використовується для переміщення вантажу по похилій площині, дорівнює 2,5 Н.

Відстань (довжина похилої площини) = 1,2 м Висота підйому = 0,4 м

Вкладена робота = використана сила * відстань = 2,5 Н * 1,2 м = 3 Дж

Корисна робота = переміщення вантажу на висоту = маса * g * висота = 0,6 кг * 9,81 м/с² * 0,4 м = 2,35 Дж

ККД = (2,35 Дж / 3 Дж) * 100% ≈ 78,3%

Отже, ККД установки приблизно 78,3%.