Номер 4, страница 111 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Коэффициент полезного действия механизма - номер 4, страница 111.

Решение.

Дано:

Масса ящика, $m = 18$ кг

Высота подъема, $h = 5$ м

Длина вытянутой части каната, $L = 10$ м

Приложенная сила, $F = 100$ Н

Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Все данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Коэффициент полезного действия (КПД) системы блоков, $\eta$ - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма — это отношение полезной работы ($A_{полезная}$) к полной (затраченной) работе ($A_{полная}$), выраженное в процентах. Формула для расчета КПД: $\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{полная}} \cdot 100\%$

Полезная работа в данном случае — это работа по подъему ящика на высоту $\text{h}$. Она рассчитывается по формуле:

$A_{полезная} = m \cdot g \cdot h$

Подставим известные значения, приняв $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$:

$A_{полезная} = 18 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 5 \text{ м} = 900 \text{ Дж}$

Полная (затраченная) работа — это работа, которую совершает приложенная сила $\text{F}$ на длине вытянутого каната $\text{L}$.

$A_{полная} = F \cdot L$

Подставим известные значения:

$A_{полная} = 100 \text{ Н} \cdot 10 \text{ м} = 1000 \text{ Дж}$

Теперь рассчитаем КПД системы блоков:

$\eta = \frac{900 \text{ Дж}}{1000 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 0.9 \cdot 100\% = 90\%$

Ответ: КПД этой системы блоков равен 90%, что соответствует варианту ответа 1).