Тело массой 20 кг равномерно поднимают по наклонной плоскости, длина которой 4 м, а высота — 1 м.
а) Найдите силу тяжести, действующую на груз.
б) Найдите полезную работу по подъёму груза.
в) Какую силу, направленную вдоль наклонной плоскости, прикладывают к грузу, если КПД наклонной плоскости равен 80 %?
от

1 Ответ

Дано:  
- масса тела (m) = 20 кг  
- длина наклонной плоскости (l) = 4 м  
- высота наклонной плоскости (h) = 1 м  
- КПД (η) = 80% = 0.8  

Найти:  
а) силу тяжести, действующую на груз.  
б) полезную работу по подъему груза.  
в) силу, направленную вдоль наклонной плоскости.  

Решение:  

а) Сила тяжести (Fт) рассчитывается по формуле:  
Fт = m * g,  
где g = 9.81 м/с² — ускорение свободного падения.  

Подставляем данные:  
Fт = 20 кг * 9.81 м/с² = 196.2 Н.  

б) Полезная работа (Aп) по подъему груза рассчитывается по формуле:  
Aп = Fт * h,  

где Fт — сила тяжести, а h — высота подъема.  

Подставляем данные:  
Aп = 196.2 Н * 1 м = 196.2 Дж.  

в) Полная работа (A) рассчитывается с учетом КПД:  
η = Aп / A,  
где Aп — полезная работа, A — полная работа.  

Отсюда:  
A = Aп / η.  

Подставляем данные:  
A = 196.2 Дж / 0.8 = 245.25 Дж.  

Сила (F) вдоль наклонной плоскости рассчитывается по формуле:  
F = A / l,  
где l — длина наклонной плоскости.  

Подставляем данные:  
F = 245.25 Дж / 4 м = 61.3125 Н.  

Ответ:  
а) сила тяжести, действующая на груз, равна 196.2 Н.  
б) полезная работа по подъему груза равна 196.2 Дж.  
в) сила, направленная вдоль наклонной плоскости, равна 61.31 Н.
от