Дано:
- масса груза m = 95 кг
- высота подъема h = 20 м
- сила, приложенная к свободному концу шнура F = 500 Н
- ускорение свободного падения g = 9,81 м/с²
Найти:
а) полезную работу A_полезная
б) совершённую работу A_совершенная
в) КПД системы η
Решение:
а) Полезная работа A_полезная определяется как работа, затраченная на подъем груза. Она рассчитывается по формуле:
A_полезная = m * g * h
Подставим известные значения:
A_полезная = 95 кг * 9,81 м/с² * 20 м
A_полезная = 95 * 9,81 * 20 = 18639 Дж
б) Совершённая работа A_совершенная определяется как работа, выполненная силой, приложенной к свободному концу шнура. Она рассчитывается по формуле:
A_совершенная = F * s
где s — расстояние, на которое поднимается груз. В данном случае, так как груз поднимается на высоту h, то s = h.
Подставим известные значения:
A_совершенная = 500 Н * 20 м
A_совершенная = 500 * 20 = 10000 Дж
в) КПД системы η рассчитывается по формуле:
η = (A_полезная / A_совершенная) * 100%
Подставим значения:
η = (18639 Дж / 10000 Дж) * 100%
η = 186,39 %
Ответ:
а) Полезная работа составляет 18639 Дж.
б) Совершённая работа составляет 10000 Дж.
в) КПД системы составляет 186,39 %.