Давайте подробно решим задачу по шагам.
Дано:
- Высота наклонной плоскости, ( h = 6,м )
- Длина наклонной плоскости, ( l = 60,м )
- Масса груза, ( m = 400,кг )
- Рабочая сила, приложенная для подъёма, ( F = 500,Н )
- Ускорение свободного падения, ( g = 10,м/с^2 )
- Неизвестно КПД, необходимо найти.
Шаг 1: Определите полезную работу (работу, необходимую для подъёма груза).
Полезная работа — это работа, необходимая для поднятия груза на высоту ( h ):
[
A_{\text{полез}} = m g h
]
Подставим значения:
[
A_{\text{полез}} = 400,кг \times 10,м/с^2 \times 6,м = 400 \times 10 \times 6 = 24,000,Дж
]
Шаг 2: Вычислим работу, затраченную накачивая груз по наклонной плоскости
Работа силы, приложенной к грузу при его подъёме по наклонной плоскости:
[
A_{\text{затраченная}} = F \times l
]
Подставим значения:
[
A_{\text{затраченная}} = 500,Н \times 60,м = 30,000,Дж
]
Шаг 3: Рассчитаем КПД
КПД (коэффициент полезного действия) — это отношение полезной работы к затраченной:
[
\eta = \frac{A_{\text{полез}}}{A_{\text{затраченная}}} \times 100%
]
Подставим значения:
[
\eta = \frac{24,000}{30,000} \times 100% = 0.8 \times 100% = 80%
]
Ответ:
КПД наклонной плоскости равен 80%.