Question

Из шахты глубиной 150 метров поднимают на канате груз с массой 500 киллограм . Масса каждого погонного метра каната составляет 1 киллограм. Определите КПД рычага

Answer 1

Ŋ=A(полезное):A(полное)
А(полезное)= m*g*h

Answer 2

Чтобы определить КПД (коэффициент полезного действия) рычага, мы должны сначала вычислить работу, совершенную этим рычагом, и работу, которую нужно было бы совершить без его использования. Затем мы сможем найти отношение полезной работы (работы, совершенной с использованием рычага) к затраченной работе (работе, которая потребовалась бы без рычага).

Полезная работа, которую совершил рычаг, - это поднятие груза массой 500 килограмм на высоту 150 метров. Работу можно выразить следующим образом:

Полезная работа = масса груза * ускорение свободного падения * высота Полезная работа = 500 кг * 9.81 м/с² * 150 м = 735,750 Дж (джоулей)

Теперь мы должны найти работу, которая потребовалась бы для поднятия этого груза без использования рычага. Масса каната равна массе груза, так как каждый погонный метр каната весит 1 килограмм. Таким образом, длина каната также равна 500 метрам.

Работа, которая потребовалась бы без рычага, будет равна работе подъема массы груза (500 кг) на высоту 150 метров плюс работе подъема массы каната (500 кг) на ту же высоту:

Работа без рычага = (масса груза + масса каната) * ускорение свободного падения * высота Работа без рычага = (500 кг + 500 кг) * 9.81 м/с² * 150 м = 1,471,500 Дж

Теперь мы можем найти КПД рычага, разделив полезную работу на работу без рычага:

КПД рычага = (Полезная работа / Работа без рычага) * 100% КПД рычага = (735,750 Дж / 1,471,500 Дж) * 100% ≈ 50%

Таким образом, КПД рычага составляет около 50%. Это означает, что половина затраченной работы была полезной для поднятия груза, а другая половина ушла на поднятие массы каната.