Номер 19, страница 90, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 25. «Золотое правило» механики. Коэффициент полезного действия механизмов - номер 19, страница 90.

Условие.

19. Груз массой 4 кг равномерно поднимают с помощью рычага на 1,2 м, совершая при этом работу, равную 60 Дж. Чему равен КПД рычага?

Решение.

Дано:

m = 4 кг

h = 1,2 м

$A_{\text{полн}}$ = 60 Дж

g ≈ 10 Н/кг

Найти:

η - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) рычага определяется как отношение полезной работы к полной (затраченной) работе, выраженное в процентах. Формула для расчёта КПД:

$\eta = \frac{A_{\text{полез}}}{A_{\text{полн}}} \cdot 100\%$

Полезная работа ($A_{\text{полез}}$) — это работа, совершаемая для подъема груза. Она равна изменению потенциальной энергии груза и вычисляется по формуле:

$A_{\text{полез}} = m \cdot g \cdot h$

где $\text{m}$ — масса груза, $\text{g}$ — ускорение свободного падения (примем равным 10 Н/кг), $\text{h}$ — высота подъема.

Подставим известные значения и вычислим полезную работу:

$A_{\text{полез}} = 4 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} \cdot 1,2 \text{ м} = 48 \text{ Дж}$

Теперь, зная полезную и полную работу, можем рассчитать КПД рычага:

$\eta = \frac{48 \text{ Дж}}{60 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 0,8 \cdot 100\% = 80\%$

Ответ: КПД рычага равен 80%.