Какой максимальный груз может поднять мышца на высоту h = 1 м за счет энергии Q = 1 кДж? Коэффициент полезного действия мышцы η = 30 %.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи используем формулу энергии:

Q = работа + тепловые потери

Так как энергия, затраченная на подъем груза на высоту h, равна работе, то:

Q = работа = сила * путь

Сила, которая поднимает груз, равна силе тяжести:

F = m * g

где m - масса груза, g - ускорение свободного падения.

Итак, работа, которую сможет совершить мышца, равна:

Q = m g h

Разделим это равенство на коэффициент полезного действия:

Q = η * работа

Подставляем значение работы и коэффициента полезного действия и находим максимальный груз:

1 кДж = 0.3 m 9.8 м/с^2 * 1 м

m = 1 кДж / (0.3 * 9.8 м/с^2) = 1 кДж / 2.94 Дж ≈ 0.34 кг

Таким образом, максимальный груз, который сможет поднять мышца на высоту 1 м за счет энергии 1 кДж и коэффициента полезного действия 30%, составляет примерно 0.34 кг.