Ответ: На короткий рычаг действует сила F1 = mg = 100 кг * 10 м/с2 = 1000 Н.При подъеме на высоту h1 = 8 см была выполнена работа полезная работа А1:A1 = F1 * h1 = 1000 Н * 0,08 м = 80 Дж.На подъем груза была затрачена работа А2 силы F2 = 200 Н:А2 = F2* h2 = 200 Н * 0,5 м = 100 Дж, где h2 — перемещение точки приложения силы.КПД рычага равно отношению полезной работы к затраченной:η = (А1 / A2) * 100% = (80 Дж / 100 Дж) * 100% = 80%.Ответ: 80%.
Ответ: Обозначения
F1 = 200 Н, сила, приложенная к точке A длинного плеча рычага; S1 = 50 см = 0,5 м, высота, на которую опустилась точка A; F2, сила, действующая на груз со стороны короткого плеча рычага; S2 = 8 см = 0,08 м, высота, на которую был поднят груз; m = 100 кг, масса груза.
Совершенная и полезная работа
Точка A длинного плеча рычага (см. рис. http://bit.ly/2i5Rorh), к которой приложена сила F1, опустилась на высоту S1. Следовательно, работа, совершенная силой F1, равна:
A1 = F1 * S1;
A1 = 200 * 0,5 = 100 (Дж).
Из условия задачи предполагается, что движение груза равномерно, поэтому сила F2, действующая со стороны короткого плеча рычага на груз компенсируется силой его тяжести:
F2 = mg,
следовательно, полезная работа, совершенная силой F2 на груз, равна:
- A2 = F2 * S2;
- A2 = mg * S2;
- A2 ≈ 100 * 10 * 0,08 = 80 (Дж).
Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия (КПД) это отношение в процентном выражении полезной работы к выполненной работы. В нашем примере выполненная работа — A1, а полезная работа — A2. Поэтому, отношение этих величин и будет КПД рычага:
K = A2 : A1;
K = 80 : 100 = 0,8;
K = 80 %;
Ответ: 80%.