Груз массой 1.2 кг ученик равномерно перемещает по наклонной плоскости длинной 80 см на высоту 20 см . При этом перемещении сила , направленная параллельно наклонной ,была равна 5 Н. Какой результат должен получить ученик при получении КПД установки.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

КПД (коэффициент полезного действия) вычисляется по формуле:

КПД = (работа, совершенная полезными силами) / (работа, затраченная всеми силами)

Сначала найдем работу, совершенную полезной силой. Работа вычисляется как произведение силы на путь:
W = F * s

W = 5 Н * 0.8 м = 4 Дж

Теперь найдем работу, затраченную всеми силами. В данном случае помимо полезной силы учитывается еще сила трения. Работа, совершенная трением, равна силе трения умноженной на путь:
Wтр = Fтр s = μ m g h

Здесь μ - коэффициент трения, m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота.

По условию известна только сила трения (5 Н), но не коэффициент трения. Поэтому расчеты усложняются.

Поскольку перед нами задача со школьным уровнем математики, допустим, что коэффициент трения μ = 0.1 (допустим, что известно, что ученик сдвигает груз по плоскости с низким трением). Тогда работа трения будет равна:

Wтр = 0.1 1.2 кг 9.8 м/с^2 * 0.2 м = 0.24 Дж

Таким образом, работа, затраченная всеми силами, равна сумме работ, совершенных полезной силой и трением:

W = 4 Дж + 0.24 Дж = 4.24 Дж

Теперь можно подставить все результаты в формулу для КПД:

КПД = 4 Дж / 4.24 Дж ≈ 0.9434

Таким образом, КПД установки в данном случае составляет примерно 94.34%.