Question

Задача рассчитать КПД рычага, при котором вес груза 200 кг равномерно поднимался на высоту 0,03 м, при длинном плече прилагалось усилие 400 Н, а точка приложения усилия опускалась до 0,2 м.​

Answer 1

Ответ:

КПД=75%

Объяснение:

КПД=(Ап/Аз)*100%=(mgh/FS)*100%=(200*10*0,03/400*0,2)*100%=75%

Answer 2

Для рассчета КПД (коэффициента полезного действия) рычага, нам понадобятся следующие данные:

1. Вес груза (масса груза): m = 200 кг
2. Высота, на которую поднимается груз: h = 0,03 м
3. Усилие, прилагаемое на длинном плече рычага: F_усилие = 400 Н
4. Расстояние от точки приложения усилия до оси вращения (длинное плечо): L_длинное = 0,2 м

КПД рычага можно рассчитать по формуле:

КПД = (работа, совершенная полезной нагрузкой) / (затраченная работа)

где работа = сила × путь.

Сначала рассчитаем работу, совершенную полезной нагрузкой (грузом):

1. Работа груза = сила, которую необходимо приложить к грузу × путь подъема.
2. Работа груза = масса груза × ускорение свободного падения × высота подъема.

Ускорение свободного падения обозначим g и возьмем его значение примерно равное 9,81 м/с².

Теперь рассчитаем затраченную работу, которую совершает прилагаемое усилие:

1. Работа, совершаемая усилием = прилагаемая сила × путь.

Теперь, используем полученные значения для рассчета КПД:

КПД = (работа груза) / (работа, совершаемая усилием).

1. Работа груза = m × g × h = 200 кг × 9,81 м/с² × 0,03 м ≈ 58,86 Дж.
2. Работа усилия = F_усилие × L_длинное = 400 Н × 0,2 м = 80 Дж.

Теперь рассчитаем КПД:

КПД = 58,86 Дж / 80 Дж ≈ 0,7363.

Умножим результат на 100, чтобы получить КПД в процентах:

КПД ≈ 0,7363 × 100 ≈ 73,63%.

Таким образом, КПД рычага при данных условиях составляет примерно 73,63%. Это означает, что примерно 73,63% энергии, затраченной на подъем груза, используется для поднятия груза на заданную высоту, а оставшиеся 26,37% расходуются на преодоление силы сопротивления, трения и других потерь.