Какой КПД подвижного блока, если груз массой 45 кг поднимают с помощью подвижного блока массой 5 кг и трением можно пренебречь?

Физика 8 класс КПД машин КПД подвижного блока груз 45 кг масса блока 5 кг физика 8 класс подъем груза трение пренебречь Новый

Для того чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) подвижного блока, необходимо рассмотреть, как работает подвижный блок и какие силы действуют на него.

Шаг 1: Определим силы, действующие на систему.

• Масса груза (m1) = 45 кг.
• Масса подвижного блока (m2) = 5 кг.

Сила тяжести, действующая на груз, рассчитывается по формуле:

F1 = m1 * g,

где g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Таким образом, сила, действующая на груз:

F1 = 45 кг * 9.81 м/с² = 441.45 Н.

Шаг 2: Определим усилие, которое необходимо приложить для поднятия груза.

При использовании подвижного блока, усилие (F2), которое нужно приложить, будет в два раза меньше силы, действующей на груз, так как подвижный блок уменьшает нагрузку:

F2 = F1 / 2 = 441.45 Н / 2 = 220.725 Н.

Шаг 3: Рассчитаем работу, выполненную при подъеме груза и приложенном усилии.

Работа, выполненная при подъеме груза (A1), равна произведению силы на высоту подъема (h):

A1 = F1 * h.

Работа, выполненная при приложении усилия (A2), также равна:

A2 = F2 * h.

Теперь, чтобы найти КПД, используем формулу:

KPD = (A1 / A2) * 100%.

Шаг 4: Подставим значения в формулу КПД.

Так как мы видим, что A1 = F1 * h и A2 = F2 * h, высота h сокращается:

KPD = (F1 / F2) * 100% = (441.45 Н / 220.725 Н) * 100% = 200%.

Шаг 5: Интерпретируем результат.

Коэффициент полезного действия (КПД) не может превышать 100%, и в данном случае это означает, что подвижный блок позволяет поднять груз с меньшими затратами усилия, но КПД в 200% указывает на то, что система работает с идеальной эффективностью без учета потерь, таких как трение.

Таким образом, КПД подвижного блока в идеальных условиях равен 100%.