Каков КПД установки, если два мешка цемента, каждый весом 40 кг, поднимаются на 9 этажей строящегося дома с помощью

Суть вопроса: Работа и энергия

Инструкция:
Для решения задачи нам необходимо знать определение КПД (коэффициента полезного действия) и использовать законы физики, связанные с работой и энергией.

КПД (η) представляет собой отношение полезной работы, совершенной установкой, к затраченной на нее энергии. Он может быть вычислен по формуле: η = полезная работа / затраченная энергия.

В данной задаче мешки с цементом поднимаются на 9 этажей с использованием подвижного блока. При этом на трос действует сила. Для подсчета полезной работы нам необходимо учитывать, что работа считается полезной, если направление силы совпадает с направлением перемещения.

Так как мешки двигаются вертикально вверх, направление поднимающей силы совпадает с направлением перемещения. Значит, работа считается положительной.

Для решения этой задачи необходимо:
1. Вычислить полезную работу по формуле: полезная работа = сила * путь.
2. Найти затраченную энергию, которая равна произведению массы мешков на ускорение свободного падения (g) и на высоту подъема.
3. Вычислить КПД по формуле: КПД = полезная работа / затраченная энергия.

Например:
Задача: Каков КПД установки, если два мешка цемента, каждый весом 40 кг, поднимаются на 9 этажей строящегося дома с помощью подвижного блока, и на трос действует сила 600 Н?

Решение:
Масса одного мешка: 40 кг
Высота подъема: 9 этажей (примем высоту 1 этажа за 3 метра)
Сила: 600 Н

1. Полезная работа = сила * путь = 600 Н * 9 этажей * 3 м = 16200 Дж
2. Затраченная энергия = масса мешков * ускорение свободного падения * высота подъема = 40 кг * 9,8 м/с^2 * 9 * 3 м = 10584 Дж
3. КПД = полезная работа / затраченная энергия = 16200 Дж / 10584 Дж ≈ 1,53

Совет: Чтобы лучше понять тему работы и энергии, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и научиться применять формулы, связанные с работой и энергией. Регулярная практика решения задач поможет закрепить полученные знания и активизировать мышление.

Задача на проверку:
Определите КПД при подъеме груза массой 50 кг на 5-метровую высоту с постоянной силой подъема 400 Н. (Ответ округлите до двух знаков после запятой)