Question

Бадью с песком, масса которого 120 кг, поднимают на третий этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на веревку с силой 0,72 кН. Определите КПД установки

Answer 1

Подвижный блок позволяет поднимать вес в два раза больший, чем прикладываемая сила тяги.
Вес груза P=mg; P=120*10=1200 Н.
Значит для подъёма груза требуется сила тяги F0=1200/2=600 Н.
На верёвку действуют с силой F1=720 Н, значит КПД=F0/F1=600/720=0.83(3) = 83.(3)%

Answer 2

Для определения КПД установки, сначала нужно вычислить полезную работу, которую установка выполняет, и затем разделить ее на затраченную энергию.

Полезная работа (Wп) - это работа, которую установка выполняет, поднимая массу песка на третий этаж. Полезная работа можно вычислить, умножив силу, с которой действуют на веревку, на расстояние, на которое поднимается масса песка. В данном случае, сила равна 0,72 кН, а расстояние - высота третьего этажа.

Для простоты предположим, что высота одного этажа составляет 3 метра. Тогда высота третьего этажа будет равна 3 * 3 = 9 метров.

Теперь можем вычислить полезную работу: Wп = 0,72 кН * 9 м = 6,48 кН * м.

Затраченная энергия (Wз) - это работа, которую установка выполняет, поднимая массу песка, деленная на КПД установки. В данном случае, затраченная энергия равна полезной работе, так как энергия не теряется в процессе подъема.

Wз = Wп = 6,48 кН * м.

Теперь можем вычислить КПД установки (η), разделив полезную работу на затраченную энергию и умножив на 100, чтобы получить значение в процентах:

η = (Wп / Wз) * 100.

В данном случае, КПД установки будет равен: η = (6,48 кН * м / 6,48 кН * м) * 100 = 100%.

Таким образом, КПД установки составляет 100%. Это означает, что установка эффективно использует всю затраченную энергию для выполнения полезной работы.