Номер 8, страница 98 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Контрольная работа 4. Вариант № 3 - номер 8, страница 98.

Решение.

Дано:

Масса груза, $m = 15$ кг

Сила, показываемая динамометром, $F = 40$ Н

Длина наклонной плоскости, $l = 1,8$ м

Высота наклонной плоскости, $h = 30$ см

Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Перевод в систему СИ:

$h = 30 \text{ см} = 0,3 \text{ м}$

Найти:

КПД наклонной плоскости, $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) любого механизма определяется как отношение полезной работы ($A_{полезная}$) к полной (затраченной) работе ($A_{затраченная}$), выраженное в процентах.

Формула для расчёта КПД:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \cdot 100\%$

Полезная работа в данном случае — это работа, совершённая против силы тяжести для поднятия груза на высоту $\text{h}$. Она равна изменению потенциальной энергии груза.

$A_{полезная} = m \cdot g \cdot h$

Подставим известные значения в формулу:

$A_{полезная} = 15 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 0,3 \text{ м} = 45 \text{ Дж}$

Затраченная работа — это работа, которую совершает приложенная сила $\text{F}$ (показания динамометра) при перемещении груза вдоль всей длины наклонной плоскости $\text{l}$.

$A_{затраченная} = F \cdot l$

Подставим известные значения в формулу:

$A_{затраченная} = 40 \text{ Н} \cdot 1,8 \text{ м} = 72 \text{ Дж}$

Теперь, зная полезную и затраченную работу, можем вычислить КПД наклонной плоскости:

$\eta = \frac{45 \text{ Дж}}{72 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 0,625 \cdot 100\% = 62,5\%$

Ответ: КПД наклонной плоскости равен $62,5\%$.