Question

Старший брат везет сестренку на ледяную горку. Масса сестренки вместе с санками 32 кг, а высота горки 3 м. Найдите КПД усилий брата, если длина горки 11 м и брат тянет санки с силой 150 Н

Answer 1

Ответ:

Дано:

m = 32 кг

h = 3 м

l = 11 м

F = 150 H

g ≈ 10 H\кг

Найти: η -?

Объяснение:

η = Ак÷Ап * 100%

Ак = Рh

Aп = Fl        

P = mg = 32*10 = 320 Н

Ак = 320*3 =960 Дж

Ап = 150*11 = 1650 Дж

(Полезная работа всегда меньше чем полная)

η = 960÷1650*100% ≈ 58 %

Answer 2

Для определения КПД (коэффициент полезного действия) усилий брата, необходимо сначала вычислить работу, которую он выполняет, а затем сравнить ее с затраченной энергией.

Работа, которую выполняет брат, когда он тянет сестренку с санками вверх по горке, можно вычислить по формуле:

Работа = Сила * Путь

где Сила - сила, с которой брат тянет санки (150 Н), Путь - путь, по которому он тянет санки (длина горки, 11 м).

Работа = 150 Н * 11 м = 1650 Дж (джоулей).

Теперь нужно вычислить затраченную энергию. Затраченная энергия определяется массой сестренки и высотой горки:

Затраченная энергия = Масса * Ускорение свободного падения * Высота

где Масса сестренки = 32 кг, Ускорение свободного падения (обычно принимается около 9,81 м/с²), Высота горки = 3 м.

Затраченная энергия = 32 кг * 9,81 м/с² * 3 м = 941,76 Дж.

Теперь можно вычислить КПД по формуле:

КПД = (Выполненная работа / Затраченная энергия) * 100%

КПД = (1650 Дж / 941,76 Дж) * 100% ≈ 175,49%

КПД усилий брата при тяжелой работе составляет около 175,49%.