Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) в данной ситуации, нам нужно выполнить несколько шагов. КПД показывает, какая часть затраченной энергии используется для полезной работы, а какая часть теряется на бесполезные затраты. Формула для расчета КПД выглядит следующим образом:

КПД = (Полезная работа / Затраченная работа) * 100%

Теперь давайте разберемся с данными, которые у нас есть:

• Масса груза (m): 400 кг
• Высота (h): 5 м
• Бесполезная работа (W_б): 500 Дж

1. Сначала найдем полезную работу (W_п). Полезная работа в данном случае равна работе, которую нужно совершить для подъема груза на высоту h. Она рассчитывается по формуле:

W_п = m * g * h

где g - ускорение свободного падения, которое приблизительно равно 9.81 м/с². Подставим значения:

W_п = 400 кг * 9.81 м/с² * 5 м

Теперь произведем вычисления:

W_п = 400 * 9.81 * 5 = 19620 Дж

2. Теперь найдем затраченную работу (W_з). Затраченная работа включает в себя как полезную работу, так и бесполезную работу:

W_з = W_п + W_б

Подставим найденные значения:

W_з = 19620 Дж + 500 Дж = 20120 Дж

3. Теперь можем рассчитать КПД.

КПД = (W_п / W_з) * 100%

Подставим значения:

КПД = (19620 Дж / 20120 Дж) * 100%

Теперь вычислим:

КПД ≈ 97.5%

Таким образом, коэффициент полезного действия в данной ситуации составляет примерно 97.5%. Это означает, что большая часть затраченной работы идет на выполнение полезной задачи (подъем груза),а только небольшая часть теряется на бесполезные затраты.