Вопрос школьника
Бадью с песком, масса которой 120 кг, поднимают на второй этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на веревку с силой 0,72 кН. Определите КПД установки.
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) установки можно определить по формуле:
КПД = (работа, совершенная установкой) / (затраченная на работу энергия)
Затраченная на работу энергия равна произведению силы, действующей на веревку, на путь, который проходит веревка при подъеме груза на второй этаж. Путь можно определить, зная высоту этажа и количество этажей, на которое нужно поднять груз. Пусть высота этажа равна 3 м, а нужно поднять груз на 2 этажа, то есть на 6 м. Тогда путь, который проходит веревка, равен 2 * 6 = 12 м.
Затраченная на работу энергия равна:
E = F * s = 0,72 кН * 12 м = 8,64 кДж
Работа, совершенная установкой, равна работе, которую совершает груз при подъеме на второй этаж. Работа равна произведению силы, действующей на груз, на путь, который проходит груз при подъеме. Путь равен высоте этажа, то есть 3 м. Сила, действующая на груз, равна его весу, то есть 120 кг * 9,8 Н/кг = 1176 Н.
Работа, совершенная установкой, равна:
A = F * s = 1176 Н * 3 м = 3528 Дж
Тогда КПД установки равен:
КПД = A / E = 3528 Дж / 8,64 кДж = 0,408
Ответ: КПД установки равен 0,408.