Бетонную балку массой 3 т равномерно подняли на высоту 5 м, совершив для этого работу 160 кДж.

Какая работа затрачена на преодоление силы трения?

Каков коэффициент полезного действия механизма?
(принять g≈10 Н/кг).

Ответ: (округли до целого числа)

Для решения задачи нужно разделить её на два этапа: сначала вычислить работу, затраченную на поднятие балки без учёта трения, а затем найти работу, затраченную на преодоление силы трения. Также нужно вычислить коэффициент полезного действия механизма.

1. Работа, затраченная на поднятие балки без учёта трения

Работа, совершённая для подъёма объекта, вычисляется по формуле:

где:

• $m$ — масса балки (3 т = 3000 кг),
• $g$ — ускорение свободного падения (принято 10 м/с²),
• $h$ — высота подъёма (5 м).

Подставляем данные:

2. Работа, затраченная на преодоление силы трения

Задача говорит, что общая работа, которая была затрачена на подъём балки, составляет 160 кДж. Из этого следует, что 160 кДж — это работа, совершённая с учётом силы трения. То есть работа, связанная с преодолением трения, будет разницей между общей работой и работой на подъём:

3. Коэффициент полезного действия механизма (КПД)

Коэффициент полезного действия механизма можно найти по формуле:

где:

• $A_{\text{подъём}}$ — полезная работа (150 кДж),
• $A_{\text{общ}}$ — общая работа (160 кДж).

Подставляем данные:

Округлим до целого числа:

Ответ:

• Работа, затраченная на преодоление силы трения, составила 10 кДж.
• Коэффициент полезного действия механизма составляет 94%.