Как можно определить затрачиваемую энергию и коэффициент полезного действия (КПД), если бетонную плиту массой 3 тонны подняли на высоту 5 метров, совершив при этом работу 160 килоджоулей?

Физика 8 класс Работа и энергия Энергия коэффициент полезного действия КПД работа бетонная плита масса высота физика 8 класс Новый

Чтобы определить затрачиваемую энергию и коэффициент полезного действия (КПД) в данной задаче, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение затраченной энергии

Затраченная энергия при подъеме бетонной плиты равна работе, которую мы совершили. В данном случае работа составляет 160 килоджоулей. Это значение и будет нашей затраченной энергией.

Шаг 2: Определение потенциальной энергии

Теперь нам нужно рассчитать потенциальную энергию, которую получает плита, когда мы поднимаем ее на высоту. Формула для расчета потенциальной энергии (Eпот) выглядит следующим образом:

Eпот = m * g * h

• m - масса плиты (в килограммах);
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²);
• h - высота (в метрах).

В нашем случае:

• m = 3 тонны = 3000 кг;
• g = 9.81 м/с²;
• h = 5 метров.

Теперь подставим значения в формулу:

Eпот = 3000 кг * 9.81 м/с² * 5 м = 147150 Дж (или 147.15 кДж).

Шаг 3: Определение КПД

Коэффициент полезного действия (КПД) показывает, какая часть затраченной энергии была использована полезно. Он рассчитывается по следующей формуле:

КПД = (Eпот / W) * 100%

• где Eпот - полезная энергия (потенциальная энергия);
• W - затраченная энергия (работа).

Подставим известные значения:

КПД = (147.15 кДж / 160 кДж) * 100% ≈ 91.97%

Итак, итоговые результаты:

• Затраченная энергия: 160 кДж;
• Коэффициент полезного действия (КПД): примерно 91.97%.