Работа и энергия
Определите длину наклонной плоскости, по которой равномерно поднимают ящик массой 140 кг на высоту 1,5 м, применяя силу
Определите длину наклонной плоскости, по которой равномерно поднимают ящик массой 140 кг на высоту 1,5 м, применяя силу 1,0 кН, при условии, что КПД наклонной плоскости составляет 60%. Сила направлена вдоль плоскости, а ускорение свободного падения равно 10.
03.12.2023 21:43
Написать свой ответ:
Инструкция:
Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения механической энергии. Давайте начнем с вычисления работы силы, приложенной к ящику. Работа вычисляется по формуле: работа = сила × путь × cos(α), где сила - сила, приложенная к ящику (1,0 кН), путь - длина наклонной плоскости, по которой поднимают ящик, и α - угол между силой и плоскостью (в данном случае угол между силой и горизонтальной плоскостью равен 0°, поэтому cos(α) = 1).
Теперь, чтобы найти работу, нам нужно умножить силу (1,0 кН) на путь (длину наклонной плоскости). Работа равна произведению этих двух величин.
Работа = 1,0 кН × путь
Следующий шаг - найти изменение потенциальной энергии (ПЭ) ящика. Изменение ПЭ равно произведению массы ящика (140 кг), ускорения свободного падения (9,8 м/с²) и высоты подъема (1,5 м).
Изменение ПЭ = масса × ускорение свободного падения × высота
Теперь мы знаем, что КПД наклонной плоскости составляет 60%. КПД (η) рассчитывается по формуле: η = работа / изменение ПЭ. Мы можем преобразовать эту формулу и решить ее для нахождения работы.
Работа = КПД × изменение ПЭ
Подставим значения и решим уравнение:
1,0 кН × путь = 0,6 × (140 кг × 9,8 м/с² × 1,5 м)
Теперь мы можем решить это уравнение и найти путь.
Дополнительный материал:
Задача: Определите длину наклонной плоскости, по которой равномерно поднимают ящик массой 140 кг на высоту 1,5 м, применяя силу 1,0 кН, при условии, что КПД наклонной плоскости составляет 60%. Сила направлена вдоль плоскости, а ускорение свободного падения равно 9,8 м/с².
Совет:
Если вы столкнулись с задачей о работе и энергии, не забудьте учитывать концепцию сохранения энергии. Необходимо внимательно прочитать условие задачи и правильно определить, какие величины и формулы следует использовать.
Проверочное упражнение:
Ящик массой 50 кг поднимается на высоту 2 м с помощью силы 500 Н. КПД системы подъема равен 80%. Определите работу на подъем ящика.