Яку роботу треба виконати, щоб по похилій площині з кутом нахилу 30° витягти вантаж масою 400 кг на висоту 2 м, якщо коефіцієнт тертя 0,3? Який ККД похилої площини?
Для вирішення цієї задачі, спочатку потрібно визначити силу тертя та силу, необхідну для підйому вантажу.
Сила тертя, яку необхідно подолати для переміщення вантажу по похилій площині, можна визначити за формулою:
Fт = μ * Fn
де Fт - сила тертя, μ - коефіцієнт тертя, Fn - нормальна сила, яка дорівнює вазі вантажу, помноженій на косинус кута нахилу:
Fn = m * g * cos(θ)
де m - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння, θ - кут нахилу.
Отже, Fn = 400 кг * 9,81 м/с² * cos(30°) = 3 406,5 Н
Тоді Fт = 0,3 * 3 406,5 Н = 1 021,95 Н
Сила, необхідна для підйому вантажу на висоту 2 м, можна визначити за формулою:
Fп = m * g * h
де h - висота підйому.
Отже, Fп = 400 кг * 9,81 м/с² * 2 м = 7 848 Н
Коефіцієнт корисної дії (ККД) похилої площини можна визначити як відношення сили, необхідної для підйому вантажу, до сили, яку необхідно прикласти на похилу площину:
η = Fп / (Fn - Fт)
Отже, η = 7 848 Н / (3 406,5 Н - 1 021,95 Н) = 2,92 або 292%.
Отже, для витягання вантажу масою 400 кг на висоту 2 м по похилій площині з кутом нахилу 30° з коефіцієнтом тертя 0,3, необхідно прикласти силу, рівну 10 870,45 Н. ККД похилої площини в цьому випадку становить 292%.
Answers & Comments
Ответ:
Для вирішення цієї задачі, спочатку потрібно визначити силу тертя та силу, необхідну для підйому вантажу.
Сила тертя, яку необхідно подолати для переміщення вантажу по похилій площині, можна визначити за формулою:
Fт = μ * Fn
де Fт - сила тертя, μ - коефіцієнт тертя, Fn - нормальна сила, яка дорівнює вазі вантажу, помноженій на косинус кута нахилу:
Fn = m * g * cos(θ)
де m - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння, θ - кут нахилу.
Отже, Fn = 400 кг * 9,81 м/с² * cos(30°) = 3 406,5 Н
Тоді Fт = 0,3 * 3 406,5 Н = 1 021,95 Н
Сила, необхідна для підйому вантажу на висоту 2 м, можна визначити за формулою:
Fп = m * g * h
де h - висота підйому.
Отже, Fп = 400 кг * 9,81 м/с² * 2 м = 7 848 Н
Коефіцієнт корисної дії (ККД) похилої площини можна визначити як відношення сили, необхідної для підйому вантажу, до сили, яку необхідно прикласти на похилу площину:
η = Fп / (Fn - Fт)
Отже, η = 7 848 Н / (3 406,5 Н - 1 021,95 Н) = 2,92 або 292%.
Отже, для витягання вантажу масою 400 кг на висоту 2 м по похилій площині з кутом нахилу 30° з коефіцієнтом тертя 0,3, необхідно прикласти силу, рівну 10 870,45 Н. ККД похилої площини в цьому випадку становить 292%.
Объяснение: