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% ).