Question

Определите КПД наклонной плоскости, если для подъема груза весом 100Н на высоту 3 м была приложена сила 50 Н, а длина наклонной плоскости 5м.​

Answer 1

Вероятно, что в задаче где-то ошибка: КПД не может быть больше 100%.

Дано:

Р = 100 Н

h = 3 м

Fт = 50 Н

L = 5 м

η - ?

Решение:

η = (Ап/Аз)*100%

Ап = Fтяж*h

Fтяж = Р => Ап = Р*h

Aз = Fт*L

η = Ph/(FтL) * 100% = 100*3/(50*5) *100 = (300/250) *100 = (30/25) *100 = (6/5) *100 = 120%

Скорее всего, длина плоскости должна быть больше, т.к. плоскость даёт выигрыш в силе. Например, если длина равна 6 метрам, то КПД получается равным единице (100%), т.к.:

η = Рh/(FтL) = 100*3/(50*6) = 300/300 = 1

η = 1*100% = 100%

Answer 2

Для определения коэффициента полезного действия (КПД) наклонной плоскости, необходимо использовать следующую формулу:

КПД = (полезная работа) / (затраченная работа).

Полезная работа здесь - это работа, совершаемая при поднятии груза на высоту 3 м, что можно выразить следующим образом:

Полезная работа = сила поддержки * перемещение по вертикали = 50 Н * 3 м = 150 Дж.

Затраченная работа - это работа, которую необходимо выполнить для поднятия груза. В данном случае, это работа, совершаемая силой тяжести груза при его подъеме. Формула для работы (работы) выглядит следующим образом:

Работа = сила * перемещение в направлении силы.

Работа тяжести = масса * ускорение свободного падения * высота = (вес / ускорение свободного падения) * ускорение свободного падения * высота = (100 Н / 9,81 м/с²) * 9,81 м/с² * 3 м ≈ 300 Дж.

Теперь мы можем вычислить КПД:

КПД = Полезная работа / Затраченная работа = 150 Дж / 300 Дж = 0,5.

Таким образом, КПД наклонной плоскости составляет 0,5, или 50%. Это означает, что только половина затраченной энергии использована для подъема груза, а остальная часть была потеряна на преодоление силы трения и других потерь.