Вопрос школьника
Вантаж масою 108 кг підняли за допомогою важеля, прикладаючи вертикальну силу F значення якої дорівнює 400 Н. Визначте ККД важеля, якщо плече сили, яка діє на важіль з боку вантажу, втричі менше від плеча сили F
.
Ответ от учителя
ККД (коефіцієнт корисної дії) важеля можна визначити за формулою:
ККД = (F1 * l1) / (F2 * l2)
де F1 — сила, яка діє на важіль з боку вантажу (в нашому випадку це вага вантажу, тобто 108 кг * 9,8 м/с² = 1058,4 Н), l1 — плече цієї сили (від точки опори до точки дії сили на важіль), F2 — сила, яка прикладається до важеля (у нашому випадку це вертикальна сила F, тобто 400 Н), l2 — плече цієї сили (від точки опори до точки дії сили на важіль).
За умовою задачі, l1 = l2 / 3 (плече сили, яка діє на важіль з боку вантажу, втричі менше від плеча сили F). Підставляємо це значення в формулу ККД:
ККД = (1058,4 * (l2 / 3)) / (400 * l2) = 0,7935
Отже, ККД важеля дорівнює 0,7935 або близько до 79,35%. Це означає, що прикладена сила F витрачається з меншою ефективністю, ніж можна було б очікувати, якщо б плече сили, яка діє на важіль з боку вантажу, було більше.
