Давайте разберем задачу шаг за шагом и найдем КПД наклонной плоскости.
Дано:
- масса груза, ( m = 50,кг )
- приложенная сила, ( F_{пр} = 150,Н )
- длина наклонной плоскости, ( L = 4,6,м )
- высота подъема, ( h = 0,4,м )
Шаг 1. Определим работу силы, затраченную на поднятие груза
Работа силы равна произведению силы на пройденное расстояние (в случае равномерного перемещения, когда сила постоянна):
[
A_{затрач} = F_{пр} \times s
]
Здесь ( s = 4,6,м ) — длина наклонной плоскости.
[
A_{затрач} = 150,Н \times 4,6,м = 690,Дж
]
Шаг 2. Найдем полезную работу, затраченную на поднятие груза (работа силы тяжести)
Работа силы тяжести при подъеме равна:
[
A_{полезная} = m g h
]
где ( g = 9,8,м/с^2 ).
Подставим значения:
[
A_{полезная} = 50,кг \times 9,8,м/с^2 \times 0,4,м = 50 \times 9,8 \times 0,4
]
[
A_{полезная} = 50 \times 3,92 = 196,Дж
]
Шаг 3. Рассчитаем КПД плоскости
КПД — отношение полезной работы к затраченной:
[
\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затрач}} \times 100%
]
Подставим значения:
[
\eta = \frac{196}{690} \times 100% \approx 0,284 \times 100% = 28,42%
]
Итог:
КПД наклонной плоскости примерно 28,42%.
Если нужно округлить до сотых — получаем 28,42%.