Question

Из погреба глубиной 2м, мальчик достал ящик массой 6кг. При этом онсовершил 0,13 кДж работы. Найдите полезную работу мальчикаи его КПД приподьема груза

Answer 1

Aпол=Fs=mgs=2м*6кг*10 Н/кг=120 Дж

0,13кДж=130Дж

КПД=120 Дж/130Дж   *   100% =92,3 %

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для работы и КПД (коэффициент полезного действия) в подъеме груза против силы тяжести.

Первым делом, найдем работу, совершенную мальчиком при подъеме ящика массой 6 кг на высоту 2 метра. Работа определяется как произведение силы на расстояние.

\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Расстояние} \]

Сила, с которой мальчик поднимает ящик, равна его весу, который определяется как произведение массы на ускорение свободного падения \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \).

\[ \text{Сила} = \text{Масса} \times g \]

\[ \text{Сила} = 6 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 \approx 58.86 \, \text{Н} \]

Теперь, найдем работу:

\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Расстояние} \]

\[ \text{Работа} = 58.86 \, \text{Н} \times 2 \, \text{м} = 117.72 \, \text{Дж} \]

Таким образом, фактически совершенная работа мальчиком составляет 117.72 Дж, а не 0.13 кДж, как указано в задаче.

Теперь, чтобы найти КПД подъема груза, мы используем формулу для КПД:

\[ \text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Затраченная работа}} \times 100\% \]

Здесь полезная работа - это работа, выполненная мальчиком над подъемом груза, а затраченная работа - это полная работа, необходимая для подъема груза.

Полная работа для подъема груза на высоту равна его потенциальной энергии:

\[ \text{Полная работа} = \text{Масса} \times g \times \text{Высота} \]

\[ \text{Полная работа} = 6 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 \times 2 \, \text{м} = 117.72 \, \text{Дж} \]

Теперь мы можем рассчитать КПД:

\[ \text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Затраченная работа}} \times 100\% \]

\[ \text{КПД} = \frac{117.72 \, \text{Дж}}{117.72 \, \text{Дж}} \times 100\% = 100\% \]

Таким образом, при предположении, что фактическая совершенная работа равна полной работе, КПД подъема груза составляет 100%.