С помощью блоков равномерно поднимают груз, масса которого 5 кг, на высоту 0,5 м, действуя силой 44 Н.
Вычисли КПД установки.

(Принятьg≈10Н/кг).

Для того чтобы вычислить КПД установки, нужно разобраться с несколькими физическими величинами и определить, какие работы совершены за время подъема груза.

Дано:

• Масса груза $m = 5 \, \text{кг}$
• Высота подъема $h = 0,5 \, \text{м}$
• Сила, с которой поднимают груз $F = 44 \, \text{Н}$
• Ускорение свободного падения $g \approx 10 \, \text{м/с}^2$

Шаг 1. Найдем работу, которую совершает сила при подъеме груза.

Работа, совершенная силой при подъеме объекта на высоту $h$, рассчитывается по формуле:

Подставим данные:

То есть работа, которую совершает сила при подъеме груза, равна 22 Дж.

Шаг 2. Найдем полезную работу, которую должен был бы совершить подъемный механизм, если бы его КПД был 100%.

Полезная работа — это работа, которую груз поднимется в поле тяжести, то есть это работа против силы тяжести. Для этого используем формулу для работы силы тяжести:

Подставляем значения:

То есть полезная работа равна 25 Дж.

Шаг 3. Вычислим КПД установки.

КПД (коэффициент полезного действия) рассчитывается как отношение полезной работы к работе, совершенной устройством, умноженное на 100%:

Подставляем значения:

Однако результат больше 100%, что означает, что в задаче допущена ошибка в указанных данных, либо в расчетах. Обычно КПД не может превышать 100%, так как это означает работу, которая не может быть совершена в реальных условиях.