Question

Груз, масса которого 1,7 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4Н. Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки? (Принятьg≈10Нкг). Ответ (округли до целого числа): η≈ %.

Answer 1

Дано:

m=1,7кг

L=1,2м

h=0,2м

F=5,4H

КПД=?

Решение:

Груз массой т был поднят на высоту Л. Поэтому полезная работа, затраченная на подъем, равна

Апол=mgh

Общая работа, совершенная силой F, равна произведению силы F на путь l вдоль направления действия силы:

Аобщ=F×L

По определению КПД наклонной плоскости будет

КПД=Апол /Аобщ ×100%=mgh/FL ×100%=

Ответ из учебника(задачника): КПД ≈51%.

Answer 2

Для вычисления КПД (коэффициент полезного действия) установки, необходимо знать, сколько работы совершил ученик, поднимая груз на вершину наклонной плоскости, и какую работу при этом совершила приложенная сила.

Первым шагом будет вычисление работы, совершенной учеником, чтобы поднять груз на вершину наклонной плоскости. Работа равна произведению силы, действующей на предмет, на расстояние, на которое этот предмет перемещается. Формула для этой работы:

Работа = Сила × Расстояние

Работа = 5,4 Н × 1 м = 5,4 Дж (джоулей)

Теперь нам нужно вычислить работу, которую ученик совершил, поднимая груз на высоту. Работа, совершенная при поднятии груза на высоту, равна изменению потенциальной энергии груза. Потенциальная энергия вычисляется по формуле:

Потенциальная энергия = Масса × Ускорение свободного падения × Высота

Потенциальная энергия = 1,7 кг × 10 Н/кг × 0,2 м = 3,4 Дж

Теперь мы можем вычислить КПД по формуле:

КПД (%) = (Полезная работа / Полная работа) × 100%

КПД = (5,4 Дж / 3,4 Дж) × 100% ≈ 158%

Ответ: КПД установки составляет около 158%.