Давайте решим эту задачу поэтапно.
Дано:
- Масса груза \( m = 15\, \text{кг} \)
- Сила, измеренная динамометром \( F_д = 40\, \text{Н} \)
- Длина наклонной плоскости \( L = 1,8\, \text{м} \)
- Высота подъема \( h = 0,3\, \text{м} \)
- Ускорение свободного падения \( g = 9,8\, \text{м/с}^2 \)
Шаг 1: Определим полезную работу (работу по подъему груза)
Работа, затраченная на поднятие груза, определяется как:
\[ A_{полезная} = m g h \]
Подставим значения:
\[ A_{полезная} = 15 \times 9{,}8 \times 0,3 = 15 \times 2,94 = 44,1\, \text{Дж} \]
Шаг 2: Определим работу, затраченную на преодоление сопротивления (силу динамометра)
Работа силы, приложенной к грузу при его равномерном движении,равна:
\[ A_{затраченная} = F_д \times L \]
\[ A_{затраченная} = 40\, \text{Н} \times 1,8\, \text{м} = 72\, \text{Дж} \]
Шаг 3: Вычислим КПД наклонной плоскости
КПД определяется как отношение полезной работы к затраченной:
\[ \eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \times 100\% \]
\[ \eta = \frac{44,1}{72} \times 100\% \approx 61,25\% \]
Итог:
КПД наклонной плоскости примерно \( **61,3\%** \).