Question

При помощи подвижного блока груз массой 20 кг поднимают на высоту 5 метров прикладывая силу 110 Н. Определить КПД. Дано | m=20кг | h=5 м | F=110 H| -------------| KПД - ?

Answer 1

Поскольку блок ПОДВИЖНЫЙ, то он дает ВЫИГРЫШ  в силе в 2 раза:
F₀ = m·g /2 = 20·10 / 2 = 100 Н


В данном случае модно воспользоваться такой формулой 
КПД = F₀·100% / F = 100·100% / 110 ≈ 91%

(Замечание: КПД - это характеристика самого блока, и высота h=5  м здесь не причем... )

Ответ: 91%

Answer 2

Для определения КПД (Коэффициента полезного действия) необходимо сначала рассчитать работу, которую совершает подвижный блок и работу, которую нужно приложить для поднятия груза на указанную высоту.

Работа (работа против силы тяжести), которую нужно приложить для поднятия груза на высоту h, рассчитывается следующим образом:

Работа = сила * расстояние Работа = 110 Н * 5 м = 550 Дж (Джоули)

Теперь рассчитаем работу, которую совершает подвижный блок, поднимая груз на высоту h. Поскольку КПД определяется как отношение полезной работы к затраченной работе, полезная работа в данном случае равна работе против силы тяжести, а затраченная работа - это работа, которую необходимо совершить подвижному блоку.

Затраченная работа (работа, которую совершает подвижный блок):

Работа = сила * расстояние Работа = 110 Н * 5 м = 550 Дж (Джоули)

Теперь мы можем рассчитать КПД:

КПД = (Полезная работа / Затраченная работа) * 100%

КПД = (550 Дж / 550 Дж) * 100% КПД = 100%

Таким образом, КПД подвижного блока при поднятии груза массой 20 кг на высоту 5 метров при приложении силы 110 Н составляет 100%. Это означает, что весь входной труд (затраченная работа) преобразуется в полезную работу, не происходит потери энергии на трение, тепло или другие неиспользуемые формы энергии.