Номер 13, страница 21, часть 2 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 25. Общее определение механической работы. Мощность - номер 13, страница 21.

Условие.

13. Определите КПД наклонной плоскости, рассмотренной в предыдущей задаче.

Решение.

Ответ: ___________.

Решение.

Для определения коэффициента полезного действия (КПД) наклонной плоскости необходимо знать данные из предыдущей задачи, которые в данном вопросе отсутствуют. КПД — это отношение полезной работы к полной (затраченной) работе.

Решение будет представлено в общем виде, а затем будет приведен числовой пример с использованием гипотетических данных, которые могли бы быть в предыдущей задаче.

Решение

Коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), для любого механизма определяется по формуле:

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

В случае с наклонной плоскостью:

1. Полезная работа ($A_{полезная}$) — это работа, совершаемая для подъема тела на определенную высоту $h$ против силы тяжести. Она равна изменению потенциальной энергии тела.

$A_{полезная} = mgh$

где $m$ — масса тела, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота наклонной плоскости.

2. Затраченная (полная) работа ($A_{затраченная}$) — это работа, которую совершает приложенная сила $F$ для перемещения тела вдоль всей длины наклонной плоскости $l$.

$A_{затраченная} = F \cdot l$

Таким образом, общая формула для КПД наклонной плоскости выглядит так:

$\eta = \frac{mgh}{Fl} \cdot 100\%$

Приведем числовой пример. Предположим, что в предыдущей задаче были даны следующие условия:

Дано:
Масса тела, $m = 50$ кг
Длина наклонной плоскости, $l = 4$ м
Высота наклонной плоскости, $h = 2$ м
Сила, приложенная для перемещения тела, $F = 300$ Н
Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Найти:
КПД наклонной плоскости, $\eta$ — ?

Решение:

1. Найдем полезную работу:

$A_{полезная} = mgh = 50 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} \cdot 2 \text{ м} = 1000 \text{ Дж}$

2. Найдем затраченную работу:

$A_{затраченная} = F \cdot l = 300 \text{ Н} \cdot 4 \text{ м} = 1200 \text{ Дж}$

3. Рассчитаем КПД:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \cdot 100\% = \frac{1000 \text{ Дж}}{1200 \text{ Дж}} \cdot 100\% \approx 0.833 \cdot 100\% \approx 83.3\%$

Ответ: КПД наклонной плоскости составляет примерно 83.3% (при использовании приведенных гипотетических данных).