newVersion:
useFile:
С помощью наклонной плоскости поднимают груз массой 15 кг. Высота наклонной плоскости 50 см. Груз перемещают равномерно. Определите длину наклонной плоскости, если прикладывают силу 96 Н вдоль наклонной плоскости, КПД этого простого механизма 60%. Определите угол наклона плоскости
Чтобы найти длину наклонной плоскости и угол её наклона, сначала воспользуемся данными:
- Масса груза ( m = 15 ) кг
- Высота наклонной плоскости ( h = 50 ) см = 0.5 м
- Прилагаемая сила ( F = 96 ) Н
- КПД ( \eta = 60% = 0.6 )
### Шаг 1: Находим работу, которую нужно совершить для подъёма груза
Работа ( A ), необходимая для подъёма груза на высоту ( h ), рассчитывается по формуле:
[
A = m \cdot g \cdot h
]
где ( g ) — ускорение свободного падения (примерно ( 9.81 , \text{м/с}^2 )).
Подставим значения:
[
A = 15 , \text{кг} \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 \cdot 0.5 , \text{м} = 73.575 , \text{Дж}
]
### Шаг 2: Определяем фактическую работу с учётом КПД
Фактическая работа, совершенная силой с учётом КПД, равна:
[
A_{факт} = \frac{A}{\eta} = \frac{73.575 , \text{Дж}}{0.6} = 122.625 , \text{Дж}
]
### Шаг 3: Находим длину наклонной плоскости
Работа, совершаемая силой ( F ) при перемещении груза на длину наклонной плоскости ( L ), равна:
[
A_{сила} = F \cdot L
]
Подставим это в уравнение:
[
F \cdot L = A_{факт}
]
Отсюда:
[
L = \frac{A_{факт}}{F} = \frac{122.625 , \text{Дж}}{96 , \text{Н}} \approx 1.278 , \text{м}
]
### Шаг 4: Находим угол наклона плоскости
Угол наклона плоскости ( \alpha ) можно найти из функции синуса:
[
\sin \alpha = \frac{h}{L}
]
Подставим значения:
[
\sin \alpha = \frac{0.5 , \text{м}}{1.278 , \text{м}} \approx 0.391
]
Теперь найдём угол ( \alpha ):
[
\alpha = \arcsin(0.391) \approx 23.0^\circ
]
### Ответ
- Длина наклонной плоскости ( L \approx 1.278 , \text{м} )
- Угол наклона плоскости ( \alpha \approx 23.0^\circ )