Question

при равномерном перемещении груза массой 150 н по наклонной плоскости динамометр, привязанный к грузу, показывал силу, равную 40Н. Вычислите, пожалуйста КПД наклонной плоскости, если длина её 1,8 м , а высота 30 см.

Answer 1

Кпд= А сов сила 

           ----------            = 36%

          А полезн сила 

Answer 2

Из задачи нам известно, что груз массой 150 Н (ньютонов) перемещается по наклонной плоскости. Динамометр, привязанный к грузу, показывает силу, равную 40 Н (ньютонов). Мы должны вычислить КПД (коэффициент полезного действия) наклонной плоскости, зная её длину (1,8 м) и высоту (30 см).

Шаг 1: Определение работы и входной энергии

Первым шагом в вычислении КПД является определение работы, совершаемой грузом при его перемещении по наклонной плоскости. Работа (W) определяется как произведение силы (F), приложенной к объекту, и пути (d), по которому сила действует. В данном случае сила равна 40 Н, а путь равен длине наклонной плоскости, то есть 1,8 м.

Работа (W) = Сила (F) × Путь (d) Работа (W) = 40 Н × 1,8 м

Шаг 2: Расчёт потенциальной энергии

Для вычисления КПД нам также понадобится знание потенциальной энергии (PE) груза на начальной и конечной точках его перемещения. Потенциальная энергия (PE) рассчитывается как произведение массы (m) объекта, ускорения свободного падения (g), и высоты (h), на которую объект поднят или опущен.

Потенциальная энергия (PE) = Масса (m) × Ускорение свободного падения (g) × Высота (h)

В данном случае у нас есть масса груза (150 Н), высота наклонной плоскости (30 см), и ускорение свободного падения (g), которое обычно принимается равным 9,8 м/с².

Шаг 3: Расчёт КПД

КПД (η) определяется как отношение полезной работы (Wп) к затраченной энергии (Wз). В данном случае, полезная работа - это работа, совершаемая грузом при перемещении по наклонной плоскости, а затраченная энергия - потенциальная энергия груза.

КПД (η) = Полезная работа (Wп) / Затраченная энергия (Wз)

Для вычисления полезной работы нам известна работа (W), которую мы рассчитали на первом шаге. Затраченная энергия - это потенциальная энергия (PE) груза на начальной точке его перемещения.

Затраченная энергия (Wз) = Потенциальная энергия (PE) на начальной точке

Подставим известные значения в формулу КПД:

КПД (η) = Полезная работа (W) / Затраченная энергия (PE)

Вычислим каждую величину и подставим в формулу:

Работа (W) = 40 Н × 1,8 м Потенциальная энергия (PE) = 150 Н × 9,8 м/с² × 0,3 м

Теперь мы можем рассчитать К