Высота наклонной плоскости равна 1,2 м , а длина 10,8 м . Для подъёма на этой наклонной плоскости

Ответы на вопрос

Отвечает Чёрная Алиса.

Для решения задачи нужно использовать основные физические законы, такие как закон сохранения энергии и уравнение для работы силы.

1. Найдем угол наклона наклонной плоскости

Для этого воспользуемся геометрией наклонной плоскости. Известны следующие данные:

Высота наклонной плоскости $h = 1,2$ м
Длина наклонной плоскости $l = 10,8$ м

Наклонная плоскость образует прямоугольный треугольник, где гипотенуза — это длина наклонной плоскости, а одна из катетов — её высота. С помощью тригонометрии найдём угол наклона:

\sin \alpha = \frac{h}{l} = \frac{1,2}{10,8} \approx 0,1111

Теперь найдем угол наклона:

\alpha = \arcsin(0,1111) \approx 6,37^\circ

2. Рассчитаем работу, которую совершает сила тяжести

Сила тяжести, действующая на груз, равна:

F_g = m \cdot g = 180 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 1764 \, \text{Н}

Работа, совершённая силой тяжести при подъёме груза, равна:

A_{\text{груз}} = F_g \cdot h = 1764 \cdot 1,2 = 2116,8 \, \text{Дж}

3. Найдем работу, совершённую приложенной силой

Сила, которую прикладывает человек для подъёма груза, равна 250 Н. Работа, которую она совершает при подъёме по наклонной плоскости:

A_{\text{сила}} = F_{\text{пр}} \cdot l = 250 \cdot 10,8 = 2700 \, \text{Дж}

4. Рассчитаем КПД наклонной плоскости

КПД ( $\eta$ ) — это отношение полезной работы к затраченной работе. Полезная работа — это работа, совершённая для подъёма груза, а затраченная работа — это работа, которую прикладывает сила:

\eta = \frac{A_{\text{груз}}}{A_{\text{сила}}} \cdot 100 = \frac{2116,8}{2700} \cdot 100 \approx 78,5\%

5. Рассчитаем силу трения

Чтобы найти силу трения, необходимо учитывать, что общая работа, совершённая силой, состоит из работы, противодействующей силе тяжести, и работы, противодействующей силе трения. Работа против силы трения равна:

A_{\text{трение}} = F_{\text{тр}} \cdot l

Зная, что общая работа равна 2700 Дж, а полезная работа — 2116,8 Дж, можно вычислить работу против силы трения:

A_{\text{трение}} = A_{\text{сила}} - A_{\text{груз}} = 2700 - 2116,8 = 583,2 \, \text{Дж}

Теперь находим силу трения:

F_{\text{тр}} = \frac{A_{\text{трение}}}{l} = \frac{583,2}{10,8} \approx 54 \, \text{Н}

Ответ:

КПД наклонной плоскости составляет примерно 78,5%.
Сила трения на наклонной плоскости составляет примерно 54 Н.