Равноускоренное… — Задание 1 ЕГЭ по физике №00014613

Задание №1. Кинематика

Равноускоренное Движение

№2. Задание 1

ID: 00014613

Коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен $80\%$ . Угол наклона плоскости к горизонту равен $$30°$$ . Определите величину силы, направленной параллельно плоскости, которую надо приложить к ящику массой $$120$$ кг, чтобы тащить его вверх по этой плоскости.

Ответ дайте в ньютонах.

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

КПД показывает, какая доля нашей работы пошла «в дело» — на подъём груза, а какая «сгорела» на трение. Полезная работа — это подъём ящика на высоту, а вся работа — это сила $$F$$ , протащившая ящик вдоль плоскости. Приравняем отношение и найдём $$F$$ .

Шаг 1. Записываем КПД

Пусть ящик протащили на длину $$L$$ вдоль плоскости. Полезная работа — поднять на высоту $h = L\sin 30°$ : $A_{пол} = mgL\sin 30°$ . Затраченная работа: $A_{затр} = FL$ . Тогда

$\eta = \frac{A_{пол}}{A_{затр}} = \frac{mgL\sin 30°}{FL} = \frac{mg\sin 30°}{F}$

Шаг 2. Выражаем силу

Длина $$L$$ сократилась — удобно. Выражаем $$F$$ :

$F = \frac{mg\sin 30°}{\eta} = \frac{120\cdot 10\cdot 0{,}5}{0{,}8} = \frac{600}{0{,}8} = 750\text{ Н}$

Смысл: чисто на подъём хватило бы $$600$$ Н, но из-за трения (КПД $80\%$ ) приходится тянуть сильнее — $$750$$ Н.

Ответ

750

Другие задания по теме «Равноускоренное Движение» (8)