Question

Определите КПД наклонной плоскости, длина которой 5 м, высота 1 м, если при подъеме по ней груза весом 350 Н его тянули вверх силой 80 Н.

Answer 1

Кпд=P*h*100%/F*L=350*1*100%/80*5=87,5%

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) наклонной плоскости определяется как отношение работы, совершенной полезной силой, к затраченной энергии. Формула для КПД в данном случае будет следующей:

\[ КПД = \frac{Полезная\;работа}{Затраченная\;энергия} \]

Сначала определим полезную работу. Работа (работа поднимающей силы) вычисляется как произведение силы на перемещение в направлении силы:

\[ Полезная\;работа = Сила \times Перемещение \]

В данном случае сила поднимающая груз – это сила тяжести \( F_{т} = 350\ Н \), и перемещение вдоль плоскости – это длина наклонной плоскости \( L = 5\ м \). Таким образом, полезная работа:

\[ Полезная\;работа = 350\ Н \times 5\ м = 1750\ Дж \]

Теперь затраченная энергия – это работа, совершенная всеми силами, включая и ту, которая направлена вдоль плоскости. Здесь сила, направленная вдоль плоскости, это сила тяги \( F_{тяги} = 80\ Н \). Таким образом, общая работа:

\[ Общая\;работа = Сила_{т} \times Перемещение + Сила_{тяги} \times Перемещение \]

\[ Общая\;работа = (350\ Н \times 5\ м) + (80\ Н \times 5\ м) = 1750\ Дж + 400\ Дж = 2150\ Дж \]

Теперь мы можем использовать формулу КПД:

\[ КПД = \frac{1750\ Дж}{2150\ Дж} \approx 0.8139 \]

Таким образом, коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен примерно \(0.8139\) или \(81.39\%\).