Question

По наклонной плоскости длиной 5,4 м и высотой 2,7 м поднимают груз. Определите КПД, если коэффициент трения равен 0,25? Ответ округлите до целых

Answer 1

Ответ:

Сила трения равна 0,25x

Чтобы найти работу на силу трения умножить на длину

A=FI=0,25x*5,4=1,08x Дж

Теперь узнаем сколько освободится энергии

E=mh=5,4x

5,4x-1,08x=4,32x

n=4,32x/5,4x=0,8x или 80 %

Ответ: 80%

Answer 2

КПД (Коэффициент полезного действия) выражается как отношение полезной работы к затраченной энергии:

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

Сначала определим полезную работу. Груз поднимается на высоту, поэтому полезная работа будет равна произведению массы груза на высоту подъема и ускорения свободного падения (обычно обозначается как $g$ и примерно равно 9,81 м/с²):

$Полезная\;работа = Масса\;груза \times Высота\;подъема \times g$

Теперь рассмотрим затраченную энергию. На наклонной плоскости будет действовать сила трения, которая будет противодействовать движению груза вдоль плоскости. Работа, совершенная против силы трения, будет равна силе трения, умноженной на расстояние, на которое переместился груз:

$Затраченная\;энергия = Сила\;трения \times Расстояние\;подъема$

Для определения силы трения, учитывая коэффициент трения ($μ$) и нормальную силу ($N$), применяется формула:

$Сила\;трения = μ \times N$

Нормальная сила ($N$) равна компоненте веса, перпендикулярной плоскости:

$N = Масса\;груза \times g \times \cos(Угол\;наклона)$

Теперь мы можем выразить силу трения и затраченную энергию:

$Сила\;трения = μ \times Масса\;груза \times g \times \cos(Угол\;наклона)$ $Затраченная\;энергия = Сила\;трения \times Расстояние\;подъема$

Теперь мы можем подставить значения и рассчитать КПД:

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

Известные значения:

• Высота подъема ($Высота$ ) = 2,7 м
• Расстояние подъема ($Расстояние\;подъема$) = 5,4 м
• Масса груза ($Масса\;груза$) = ... (не дано в вопросе)
• Коэффициент трения ($μ$) = 0,25
• Угол наклона ($Угол\;наклона$) = ... (можно вычислить через арктангенс высоты и расстояния)

Чтобы продолжить расчет, нужно знать массу груза. Пожалуйста, предоставьте это значение.