Вопрос задан 12.02.2025 в 15:52. Предмет Физика. Спрашивает Ибрагимова Алена.

Угол наклона плоскости к горизонту равен 30. Вверх по этой плоскости тащат ящик массой 90 кг, прикладывая к нему силу, направленную параллельно плоскости и равную 600 Н. Коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Якимович Яна.

Для решения задачи необходимо рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости. Формула для КПД выглядит следующим образом:

η=AполезнаяAзатраченная100%\eta = \frac{A_{\text{полезная}}}{A_{\text{затраченная}}} \cdot 100\%

1. Определим полезную работу (AполезнаяA_{\text{полезная}}):

Полезная работа заключается в подъеме ящика на некоторую высоту hh. Формула для вычисления этой работы:

Aполезная=mghA_{\text{полезная}} = m \cdot g \cdot h

где:

  • m=90кгm = 90 \, \text{кг} — масса ящика,
  • g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2 — ускорение свободного падения,
  • h=Lsinαh = L \cdot \sin \alpha — высота подъема, выраженная через длину плоскости LL и угол наклона α=30\alpha = 30^\circ.

Пусть длина наклонной плоскости LL неизвестна, но она сократится в дальнейшем расчете, так как затраченная работа зависит от LL.

2. Определим затраченную работу (AзатраченнаяA_{\text{затраченная}}):

Затраченная работа вычисляется как произведение приложенной силы FF на длину наклонной плоскости LL:

Aзатраченная=FLA_{\text{затраченная}} = F \cdot L

где F=600НF = 600 \, \text{Н}.

3. Найдем КПД:

Выразим КПД через соотношение полезной и затраченной работы. Подставим высоту h=Lsinαh = L \cdot \sin \alpha в формулу для полезной работы:

Aполезная=mg(Lsinα)A_{\text{полезная}} = m \cdot g \cdot (L \cdot \sin \alpha)

Таким образом, КПД станет:

η=mg(Lsinα)FL100%\eta = \frac{m \cdot g \cdot (L \cdot \sin \alpha)}{F \cdot L} \cdot 100\%

Сократим LL:

η=mgsinαF100%\eta = \frac{m \cdot g \cdot \sin \alpha}{F} \cdot 100\%

4. Подставим численные значения:

  • m=90кгm = 90 \, \text{кг},
  • g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2,
  • sin30=0.5\sin 30^\circ = 0.5,
  • F=600НF = 600 \, \text{Н}.

Подставляем:

η=909.80.5600100%\eta = \frac{90 \cdot 9.8 \cdot 0.5}{600} \cdot 100\%

Вычислим числитель:

909.80.5=44190 \cdot 9.8 \cdot 0.5 = 441

Теперь делим на 600600:

4416000.735\frac{441}{600} \approx 0.735

Умножаем на 100%100\%:

η73.5%\eta \approx 73.5\%

Ответ:

Коэффициент полезного действия наклонной плоскости составляет 73,5%.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос