Номер 2, страница 217 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. С помощью рычага подняли груз массой 150 кг на 1 м. При этом сила, приложенная к длинному концу рычага, совершила работу 2 кДж. Каков КПД рычага?

2. Дано:

Масса груза $m = 150$ кг

Высота подъема $h = 1$ м

Затраченная работа $A_{затр} = 2$ кДж

Ускорение свободного падения $g \approx 10$ Н/кг (или м/с²)

$A_{затр} = 2 \text{ кДж} = 2 \times 1000 \text{ Дж} = 2000 \text{ Дж}$

Найти:

КПД рычага $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма — это отношение полезной работы к полной (затраченной) работе, выраженное в процентах. Формула для расчета КПД:

$\eta = \frac{A_{полезн}}{A_{затр}} \times 100\%$

Полезная работа ($A_{полезн}$) в данном случае — это работа, которую совершают для поднятия груза на определенную высоту. Она равна изменению потенциальной энергии груза и вычисляется по формуле:

$A_{полезн} = m \cdot g \cdot h$

Подставим в эту формулу известные значения, чтобы найти полезную работу:

$A_{полезн} = 150 \text{ кг} \times 10 \text{ Н/кг} \times 1 \text{ м} = 1500 \text{ Дж}$

Затраченная работа ($A_{затр}$) нам дана в условии задачи. Мы уже перевели её в систему СИ:

$A_{затр} = 2000 \text{ Дж}$

Теперь, имея значения полезной и затраченной работы, мы можем рассчитать КПД рычага:

$\eta = \frac{1500 \text{ Дж}}{2000 \text{ Дж}} \times 100\% = 0,75 \times 100\% = 75\%$

Ответ: КПД рычага составляет 75%.