Question

На стройке восьмилитровое ведро с песком равномерно поднимают на высоту 16 метров с помощью неподвижного блока, действуя на верёвку силой 150 Н. Ускорение свободного падения равно 10 Н/кг. 1) Какую работу совершает эта сила при подъёме ведра? 2) Определите массу песка в ведре, если оно наполнено песком доверху, а насыпанная плотность песка 1400 кг/м³. 3) Определите массу пустого ведра, если при подъёме полного ведра КПД блока составляет 80 %.

Answer 1

Ответ:1) Потенциальная работа

2) 8 кг

3)?

Объяснение:

Answer 2

Давайте рассмотрим каждый из вопросов по очереди:

1. Какую работу совершает эта сила при подъёме ведра?

Работу можно вычислить по формуле:

Работа (W) = Сила (F) × Путь (d)

Где: Сила (F) = 150 Н (сила, действующая на верёвку) Путь (d) = 16 м (высота, на которую поднимается ведро)

W = 150 Н × 16 м = 2400 Дж (джоулей)

Ответ: Сила совершает работу в 2400 Дж при подъеме ведра.

2. Определите массу песка в ведре, если оно наполнено песком доверху, а насыпанная плотность песка 1400 кг/м³.

Масса песка можно найти, используя формулу:

Масса (m) = Объем (V) × Плотность (ρ)

Где: Объем (V) в данном случае равен объему ведра, который не указан, но для решения этой задачи не требуется, так как плотность и высота известны. Плотность песка (ρ) = 1400 кг/м³ Высота (h) = 16 м

Объем ведра можно найти как объем параллелепипеда:

V = Площадь основания (A) × Высота (h)

Допустим, что основание ведра имеет площадь A. Тогда:

V = A × 16 м

Теперь мы можем выразить массу песка:

m = V × ρ = (A × 16 м) × (1400 кг/м³)

3. Определите массу пустого ведра, если при подъёме полного ведра КПД блока составляет 80%.

КПД (коэффициент полезного действия) блока равен отношению совершенной полезной работы к затраченной энергии. В данном случае, полезной работой является поднятие ведра, а затраченной энергией - работа, совершенная силой.

Работа, совершенная силой (W), была рассчитана в первом вопросе и равна 2400 Дж. КПД (η) можно выразить следующим образом:

η = (Полезная работа) / (Затраченная энергия) η = (Работа, совершенная силой) / (Затраченная энергия)

Затраченная энергия равна работе, которую нужно было бы выполнить, если бы блок имел 100% КПД. Для этого можно воспользоваться формулой:

Затраченная энергия = Полезная работа / КПД

Затраченная энергия = 2400 Дж / 0,8 = 3000 Дж

Теперь, чтобы найти массу пустого ведра, мы можем использовать второй закон Ньютона:

Затраченная энергия (E) = Работа (W) = Сила (F) × Путь (d)

Сила (F), действующая на верёвку, равна массе ведра (m_ведра) умноженной на ускорение свободного падения (g):

F = m_ведра × g

Теперь мы можем выразить массу пустого ведра:

m_ведра = E / (g × КПД) = 3000 Дж / (10 Н/кг × 0,8) = 375 кг

Ответ: Масса пустого ведра составляет 375 кг.