Дано:
m = 15 кг (масса груза),
F = 40 Н (сила, измеренная динамометром),
l = 1,8 м (длина наклонной плоскости),
h = 30 см = 0,3 м (высота наклонной плоскости),
g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения).
Найти: КПД наклонной плоскости.
Решение:
1. Сначала находим работу, которую выполняет сила тяжести, поднимая груз на высоту h. Эта работа равна:
A_тяж = m * g * h.
2. Подставим известные значения:
A_тяж = 15 * 9,8 * 0,3 = 44,1 Дж.
3. Теперь вычислим работу, которую совершает сила F, приложенная к грузу, чтобы переместить его по наклонной плоскости. Работа силы F вычисляется как:
A_F = F * l.
4. Подставим известные значения:
A_F = 40 * 1,8 = 72 Дж.
5. КПД наклонной плоскости определяется как отношение полезной работы (A_тяж) к общей работе (A_F), умноженное на 100%:
КПД = (A_тяж / A_F) * 100%.
6. Подставим значения:
КПД = (44,1 / 72) * 100% ≈ 61,25%.
Ответ:
КПД наклонной плоскости составляет примерно 61,25%.