Вопрос школьника
Вычисли КПД подвижного блока, если груз массой 40 кг был поднят на высоту 8 м, при этом бала приложена сила 250 Н. (Подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза; следовательно, во столько же раз проигрываем в расстоянии.)
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) подвижного блока можно вычислить по формуле:
КПД = (работа, совершенная полезной силой) / (затраченная работа)
Затраченная работа равна произведению силы, приложенной к блоку, на расстояние, на которое перемещается груз:
W = F * s
При этом, так как подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза, то полезная сила, действующая на груз, будет равна 2 * F. А так как в два раза уменьшается расстояние, на которое перемещается груз, то s будет равно 8 / 2 = 4 м.
Таким образом, затраченная работа будет равна:
W = 250 Н * 4 м = 1000 Дж
Работа, совершенная полезной силой, равна работе, совершенной на грузе:
Wп = m * g * h
где m — масса груза, g — ускорение свободного падения, h — высота подъёма груза.
Подставляя значения, получаем:
Wп = 40 кг * 9,8 м/с² * 8 м = 3136 Дж
Таким образом, КПД подвижного блока будет равен:
КПД = Wп / W = 3136 Дж / 1000 Дж = 3,136
Ответ: КПД подвижного блока равен 3,136.
