Груз, масса которого 1 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 0,8 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4Н.

Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки?

(Принятьg≈10Нкг).

Ответ (округли до целого числа): η≈
%.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем работу силы трения при перемещении предмета по наклонной плоскости.

Сила трения: Fтр = 5,4 Н
Путь, по которому перемещался предмет: s = 0,8 м
Угол наклона плоскости: α = arctg(0,2 / 0,8) ≈ arctg(0,25) ≈ 14,04°
Сила трения делает работу: Aтр = Fтр•s•cos(α) = 5,4•0,8•cos(14,04°) ≈ 5,4•0,8•0,97 ≈ 4,128 Дж

Теперь найдем работу, совершенную силой тяжести при подъеме груза к вершине наклонной плоскости.

Работа силы тяжести: Aтяж = m•g•h = 1•10•0,2 = 2 Дж

КПД установки можно найти по формуле:
η = (работа полезная) / (работа затраченная) = (Aтяж) / (Aтяж + Aтр) = 2 / (2 + 4,128) ≈ 0,326

Итак, ученик должен получить результат около 33%.