Как решить задачу, в которой при подъеме тела по наклонной плоскости длиной L= 120 см на высоту h= 30 см с силой F = 5 Н и массой груза 1,5 кг необходимо вычислить полезную работу, работу, совершенную при движении по наклонной, и определить КПД?

Физика 8 класс Работа и энергия наклонная плоскость полезная работа КПД физика 8 класс задача по физике работа силы подъём тела высота и длина сила и масса решение задачи Новый

Для решения этой задачи нам нужно последовательно рассмотреть, что такое полезная работа, работа, совершенная при движении по наклонной плоскости, и как рассчитать коэффициент полезного действия (КПД).

Шаг 1: Вычисление полезной работы

Полезная работа (Aполезн) – это работа, которая направлена на преодоление силы тяжести при подъеме груза на высоту h. Она рассчитывается по формуле:

Aполезн = m * g * h,

где:

• m – масса груза (1,5 кг),
• g – ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²),
• h – высота подъема (30 см = 0,3 м).

Подставим значения:

Aполезн = 1,5 кг * 9,8 м/с² * 0,3 м = 4,41 Дж.

Шаг 2: Вычисление работы, совершенной при движении по наклонной плоскости

Работа (Aработа), совершенная при движении по наклонной плоскости, определяется как произведение силы (F), приложенной к телу, и расстояния (L), по которому тело движется:

Aработа = F * L.

Обратите внимание, что длина L должна быть в метрах, поэтому 120 см = 1,2 м.

Подставим значения:

Aработа = 5 Н * 1,2 м = 6 Дж.

Шаг 3: Вычисление КПД

Коэффициент полезного действия (КПД) рассчитывается по формуле:

КПД = (Aполезн / Aработа) * 100%.

Подставим найденные значения:

КПД = (4,41 Дж / 6 Дж) * 100% ≈ 73,5%.

Итог:

• Полезная работа: 4,41 Дж;
• Работа, совершенная при движении по наклонной плоскости: 6 Дж;
• Коэффициент полезного действия (КПД): 73,5%.