Question

Прикладывая силу 50 Н, груз массой 10 кг равномерно подняли по наклонной плоскости. Длина наклонной плоскости равна 10 м, высота – 4 м. Чему равен КПД наклонной плоскости?

Answer 1

F=50 Н
m=10 кг
l=10 м
h=4 м

η=?

η= $\frac{mgh}{Fl}$=10 кг * 10 Н/кг * 4 м / 50 Н / 10 м=400 Дж / 500 Дж=0,8. 

Ответ: КПД наклонной плоскости равен 0,8.

Answer 2

Для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) наклонной плоскости, нужно знать работу, которую мы совершаем при подъеме груза, а также работу, которая затрачивается на это действие.

Работа, которую мы совершаем при подъеме груза: $\text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Путь} \times \cos(\theta)$ где:

• Сила = 50 Н (прикладываемая сила)
• Путь = 10 м (длина наклонной плоскости)
• $\theta$ = угол наклона плоскости к горизонту (так как нам не дан угол, предположим, что наклонная плоскость образует прямой угол с горизонтом)

$\text{Работа} = 50 \, \text{Н} \times 10 \, \text{м} \times \cos(90^\circ)$ $\text{Работа} = 0 \, \text{Дж}$

Теперь посмотрим на работу, которая тратится на подъем груза:

$\text{Работа, затраченная на подъем} = \text{Потенциальная энергия} = m \times g \times h$ где:

• m = 10 кг (масса груза)
• g = 9.8 м/с² (ускорение свободного падения)
• h = 4 м (высота подъема)

$\text{Работа, затраченная на подъем} = 10 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 4 \, \text{м}$ $\text{Работа, затраченная на подъем} = 392 \, \text{Дж}$

Теперь, чтобы найти КПД наклонной плоскости, используем следующую формулу:

$\text{КПД} = \frac{\text{работа, которую мы полезно использовали}}{\text{общая затраченная работа}}$

$\text{КПД} = \frac{0 \, \text{Дж}}{392 \, \text{Дж}}$

$\text{КПД} = 0$

КПД наклонной плоскости равен 0, что означает, что вся затраченная работа была потеряна из-за трения и других потерь энергии.