Груз, масса которого 1,5 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 1 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≈?%
Поскольку у нас нет информации о затраченной мощности, сначала мы должны ее вычислить путем умножения силы на путь, пройденный грузом.
Из условия задачи известны следующие данные:
Масса груза (m) = 1,5 кг
Путь (s) = 1 м
Высота наклонной плоскости (h) = 0,2 м
Сила, направленная параллельно наклону (F) = 5,4 Н
Ускорение свободного падения (g) ≈ 10 Н/кг
Вначале найдем работу силы (A), совершенную при перемещении груза:
A = F * s
A = 5,4 Н * 1 м
A = 5,4 Дж
Далее найдем работу силы тяжести (Aтяж) при подъеме груза на высоту h:
Aтяж = m * g * h
Aтяж = 1,5 кг * 10 Н/кг * 0,2 м
Aтяж = 3 Дж
Теперь можем вычислить затраченную мощность (Pзат) и ее принять равной 0, так как нет других сил, тратящих энергию в этой системе:
Pзат = A / t
Pзат = (A - Aтяж) / t
Pзат = (5,4 Дж - 3 Дж) / t
Pзат = 2,4 Дж / t
Так как затраченная мощность (Pзат) равна 0, КПД установки (η) можно рассчитать следующим образом:
η = (мощность полезного действия) / (затраченная мощность)
η = (мощность полезного действия) / 0
η = ∞
Так как затраченная мощность составляет 0, КПД установки (η) приближается к бесконечности.
Ответ: η≈∞% (округляем до целого числа).