Вопрос школьника
С помощью рычага груз массой 100 кг был поднят равномерно на высоту 80 см. При этом длинное плечо рычага, к которому была приложена сила 600 Н, опустилось на 2 м. Определите КПД рычага.
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) рычага можно определить по формуле:
КПД = (полезная работа) / (затраченная работа)
Полезная работа — это работа, которую совершает рычаг, поднимая груз на высоту. Затраченная работа — это работа, которую необходимо приложить для поднятия груза.
Для определения полезной работы необходимо вычислить работу, которую совершает рычаг при подъеме груза на высоту. Работа вычисляется по формуле:
A = F * h
где A — работа, F — сила, h — высота подъема.
В данном случае сила, приложенная к рычагу, равна 600 Н, а высота подъема груза составляет 0,8 м. Следовательно, полезная работа равна:
Aп = 600 Н * 0,8 м = 480 Дж
Для определения затраченной работы необходимо вычислить работу, которую необходимо приложить к рычагу для подъема груза. Работа вычисляется по формуле:
A = F * L
где A — работа, F — сила, L — длина рычага.
В данном случае сила, приложенная к рычагу, равна 600 Н, а длина рычага составляет 2 м. Следовательно, затраченная работа равна:
Aз = 600 Н * 2 м = 1200 Дж
Таким образом, КПД рычага можно определить по формуле:
КПД = (полезная работа) / (затраченная работа) = 480 Дж / 1200 Дж = 0,4 или 40%
Ответ: КПД рычага составляет 40%.
