Вопрос школьника
Определите КПД подвижного блока, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 50 кг, действуя на веревку с силой 280 Н.
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) подвижного блока можно определить по формуле:
КПД = (работа, совершенная полезной силой) / (затраченная работа)
Затраченная работа равна произведению силы, действующей на веревку, на путь, пройденный грузом. В данном случае:
W1 = F * s = 280 Н * 2 м = 560 Дж
Работа, совершенная полезной силой, равна работе, совершенной грузом, то есть:
W2 = m * g * h
где m — масса груза, g — ускорение свободного падения, h — высота подъема груза.
Высота подъема груза равна пути, пройденному веревкой, который в два раза больше пути, пройденного грузом. Таким образом:
h = 2 * s = 2 * 1 м = 2 м
Тогда:
W2 = 50 кг * 9,8 м/с^2 * 2 м = 980 Дж
Таким образом, КПД подвижного блока равен:
КПД = W2 / W1 = 980 Дж / 560 Дж ≈ 1,75
То есть, при подъеме груза массой 50 кг с помощью подвижного блока, действующего на веревку с силой 280 Н, КПД составляет примерно 1,75. Это означает, что только около 56% затраченной работы было использовано для подъема груза, а остальные 44% были потеряны на трение и другие неэффективные процессы.
