Вопрос по физике:
Для подъёма груза в кузов автомобиля на высоту 1.4 м используется доска длиной 5 м. Для перемещения по доске к грузом 1000 Н необходимо приложить силу 680 Н, параллельную плоскости доски. Каков КПД этого простого механизма? При каком условии КПД станет равным 100% ?
Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?
Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок - бесплатно!
- 16.08.2018 04:56
- Физика
- remove_red_eye 4455
- thumb_up 9
Ответы и объяснения 1
Дано:
Fт = 1000 Н - сила тяжести груза
F = 680 Н - сила, прикладываемая к грузу для подъема по доске
h = 1,4 м - высота подъема
L = 5 м - длина доски
Найти: КПД (η)
η = Ап / Aз. (Ап - полезная работа, Аз - затраченная работа)
Ап = Fт * h = 1000 Н * 1,4 м = 1 400 Дж
Аз = F * L = 680 Н * 5 м = 3 400 Дж
η = 1400 Дж / 3400 Дж ≈ 0,41 = 41%
Почему КПД такой низкий и как его увеличить?
Из условия равновесия груза:
F = Fт * sin(α) + F тр (α - угол наклона доски, Fтр - сила трения)
F тр = N * f = Fт*cos(α)*f (N- нормальная реакция, f - коэффициент трения)
η = Fт*h / F*L = Fт*sin(α) / F = Fт * sin(α) / (Fт * sin(α) + Fт*cos (α)*f)
η = sin(α) / (sin(α) + cos(α)*f)
Найдём условие, при котором η = 1
sin(α) / (sin(α) + cos(α)*f) = 1
sin(α) = sin(α) + cos(α)*f
cos(α)*f = 0
Это равенство верно, когда f=0 (отсутствует трение) или α = 90° (доска вертикальная). :)
- 17.08.2018 19:32
- thumb_up 37
Знаете ответ? Поделитесь им!
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи - смело задавайте вопросы!
Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.