Question

5. Длина наклонной плоскости 5 м, высота - 2 м. При поднятии груза массой 50 кг по этой плоскости совершена 1250 Дж работы. Чему равнен КПД наклонной плоскости? Чему равна сила трения между грузом и плоскостью?​

Answer 1

Ответ:

80%

Объяснение:

m=50 кг     h=2 м    Aз=1250 Дж    n=?

===

n=Ап/Аз=m*g*h/Аз=50*10*2/1250=0,8

======================================

Answer 2

Для решения задачи нам необходимо учесть следующие факты:

1. Работа, совершенная при подъеме груза по наклонной плоскости, равна изменению его потенциальной энергии. То есть, работа равна произведению массы груза на ускорение свободного падения на Земле (g) на изменение высоты подъема (Δh). В формуле работа выражается следующим образом:

Работа = m * g * Δh

Где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, Δh - изменение высоты.

В нашем случае работа равна 1250 Дж.

2. КПД (коэффициент полезного действия) характеризует эффективность преобразования энергии в полезную работу. В данном случае КПД наклонной плоскости будет равен отношению полезной работы (совершенной при подъеме груза) к затраченной энергии. Рассчитаем КПД:

КПД = Полезная работа / Затраченная энергия

Затраченная энергия равняется работе, которую нужно совершить против гравитационных сил при подъеме груза по наклонной плоскости. Затраченная энергия будет равна произведению массы груза на ускорение свободного падения на Земле (g) на высоту (h) наклонной плоскости. В формуле затраченная энергия выражается следующим образом:

Затраченная энергия = m * g * h

Где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота наклонной плоскости.

В нашем случае затраченная энергия равна:

Затраченная энергия = 50 кг * 9.8 м/с² * 2 м = 980 Дж

Таким образом, полезная работа равна 1250 Дж, а затраченная энергия равна 980 Дж.

Подставляем в формулу КПД:

КПД = 1250 Дж / 980 Дж ≈ 1.2766 ≈ 1.28

Таким образом, КПД наклонной плоскости равен примерно 1.28.

3. Для расчета силы трения между грузом и наклонной плоскостью воспользуемся вторым законом Ньютона. Сила трения будет равна произведению массы груза на ускорение свободного падения на Земле (g) на синус угла наклона плоскости (α). В формуле сила трения выражается следующим образом:

Сила трения = м * g * sin(α)

Где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, α - угол наклона плоскости.

В нашем случае угол α можно определить через отношение высоты плоскости (h) к длине плоскости (l) по теореме Пифагора:

sin(α) = h / l

Подставляем значения:

sin(α) = 2 м / 5 м ≈ 0.4

Таким образом, сила трения равна:

Сила трения = 50 кг * 9.8 м/с² * 0.4 ≈ 196 Н

Сила трения между грузом и плоскостью примерно равна 196 Н.