Давайте рассмотрим задачу шаг за шагом и найдём индекс эффективности (КПД) наклонной плоскости.
Дано:
- Масса мешка \( m = 80\, \text{кг} \)
- Высота подъёма \( h = 1,5\, \text{м} \)
- Длина наклонной плоскости \( L = 3\, \text{м} \)
- Прилагаемая сила \( F = 500\, \text{Н} \)
- Гравитационная постоянная \( g ≈ 9,8\, \text{м/с}^2 \)
Шаг 1: Рассчитаем полезную работу (работу, необходимую для подъёма мешка)
Работа против сил тяжести — это изменение потенциальной энергии:
\[ A_{\text{полез}} = m g h \]
Подставляем значения:
\[ A_{\text{полез}} = 80 \times 9,8 \times 1,5 = 80 \times 14,7 = 1176\, \text{Дж} \]
Шаг 2: Рассчитаем работу, совершённую силой при перемещении мешка
Работа, совершаемая силой \(F\):
\[ A_{\text{затрат}} = F \times s \]
Где \( s \) — перемещение по наклонной плоскости, равное длине плоскости \( L \):
\[ A_{\text{затрат}} = 500 \times 3 = 1500\, \text{Дж} \]
Это работа, затраченная на подъём мешка с помощью силы \( F \).
Шаг 3: Определим КПД наклонной плоскости
КПД определяется как отношение полезной работы к затраченной:
\[ \text{КПД} = \frac{A_{\text{полез}}}{A_{\text{затрат}}} \times 100\% \]
Подставляем значения:
\[ \text{КПД} = \frac{1176}{1500} \times 100\% \approx 78.4\% \]
Ответ:
КПД наклонной плоскости примерно 78,4%.
Если есть вопросы по шагам или нужна дополнительная помощь — обращайтесь!