ID: 00019118
Бетонную плиту массой 3\ \text{т} равномерно подняли на высоту 5\ \text{м}, совершив для этого работу 160\ \text{кДж}. Какая работа затрачена на преодоление силы трения? Каков коэффициент полезного действия механизма?
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
m = 3\ \text{т} = 3000\ \text{кг};
h = 5\ \text{м};
A_{\text{полн}} = 160\ \text{кДж};
g = 10\ \text{Н/кг}.
Найти: A_{\text{тр}} и КПД.
Решение:
Полезная работа — это та, что реально подняла плиту вверх:
A_{\text{пол}} = m g h = 3000 \cdot 10 \cdot 5 = 150\,000\ \text{Дж} = 150\ \text{кДж}.
Затраченная работа больше полезной — лишнее ушло на трение:
A_{\text{тр}} = A_{\text{полн}} - A_{\text{пол}} = 160 - 150 = 10\ \text{кДж}.
Коэффициент полезного действия — какая доля работы пошла на пользу:
\eta = \frac{A_{\text{пол}}}{A_{\text{полн}}} \cdot 100\,\% = \frac{150}{160} \cdot 100\,\% \approx 93{,}75\,\%.
Ответ: A_{\text{тр}} = 10\ \text{кДж}, \eta \approx 93{,}75\,\%.
Работа против силы трения 10\ \text{кДж}; КПД механизма \approx 93{,}75\,\% (примерно 94\,\%).