Question

По наклонной плоскости поднимают тележку, используя подвижный блок (см. рисунок). Тележка движется равномерно. Модуль силы F равен 25 Н, масса тележки 8 кг, длина наклонной плоскости I = 1 м, её высота h = 50 см; массой блока и трением в нём можно пренебречь.
1. На сколько изменится потенциальная энергия тележки в результате подъёма?
2. Чему равна сила, действующая на тележку со стороны блока?
3*. Какую работу совершает сила F за время всего подъёма?
4*. Чему равен КПД при подъёме тележки по наклонной плоскости?

Answer 1

дано:  
m = 8 кг (масса тележки)  
g ≈ 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)  
h = 0.5 м (высота наклонной плоскости)  
I = 1 м (длина наклонной плоскости)  
F = 25 Н (модуль силы)  

найти:  
1. изменение потенциальной энергии ΔE_p  
2. сила, действующая на тележку со стороны блока F_блок  
3. работу A, совершаемую силой F  
4. коэффициент полезного действия (КПД) η

решение:  
1. Изменение потенциальной энергии рассчитывается по формуле:

ΔE_p = m * g * h  
ΔE_p = 8 * 9.81 * 0.5  
ΔE_p = 39.24 Дж

2. Сила, действующая на тележку со стороны блока равна силе, приложенной к тележке, так как блок неподвижен и трением можно пренебречь.

F_блок = F = 25 Н.

3. Работа, совершаемая силой F, рассчитывается по формуле:

A = F * I  
A = 25 * 1  
A = 25 Дж.

4. Коэффициент полезного действия (КПД) рассчитывается по формуле:

η = (ΔE_p / A) * 100%  
η = (39.24 / 25) * 100%  
η = 156.96%.

ответ:  
1. Изменение потенциальной энергии тележки составляет 39.24 Дж.  
2. Сила, действующая на тележку со стороны блока, равна 25 Н.  
3. Работа, совершаемая силой F, составляет 25 Дж.  
4. КПД при подъёме тележки составляет 156.96%.