Домашние задания: Физика

Помогите срочно пожалуйста!!!

На ледяную горку высотой 4 м и длиной 16 м поднимают санки с седоком массой 48 кг. Определите максимальный выигрыш в силе, который дает эта ледяная горка и КПД, если для подьема санок использовали силу в 200 Н.
КПД это отношение полезной работы (mgH) к выполненной работе (FL).
КПД = mgH/A = mgH/(F*L) = 48*9.8*4/(200*16) = 0.588 = ~ 59 %.
Максимальный выигрыш в силе: γ = P/200 = mg/200 = 48*9.8/200 =2.352 = ~2,4.
Ответ: КПД = 59 %; γ = 2,4.
Вячеслав Вараксин
Вячеслав Вараксин
89 148
Лучший ответ
Первым шагом необходимо определить, какую работу нужно совершить, чтобы поднять сани с седоком на горку. Для этого можно воспользоваться формулой для работы:

W = F * h

где W - работа, которую нужно совершить, чтобы поднять санки на высоту h, F - сила, которую нужно приложить, чтобы поднять санки, h - высота, на которую нужно поднять санки.

В данном случае:

F = 200 Н
h = 4 м

W = 200 * 4 = 800 Дж

Теперь можно определить максимальный выигрыш в силе, который дает эта ледяная горка. Для этого необходимо узнать, какую работу нужно совершить, чтобы пройти по всей горке и на какую дистанцию можно проехать, используя 800 Дж энергии, которые были затрачены на поднятие санок на горку.

Для определения работы, которую нужно совершить, можно воспользоваться формулой:

W = F * s

где W - работа, которую нужно совершить, чтобы пройти по горке на расстояние s, F - сила трения, которая действует на санки во время спуска.

Для определения силы трения можно воспользоваться формулой:

F = m * g * sin(alpha)

где m - масса санок с седоком (48 кг), g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), alpha - угол наклона горки к горизонту.

alpha можно определить, используя теорему тригонометрии:

sin(alpha) = h / l

где l - длина горки (16 м)

sin(alpha) = 4 / 16 = 0,25

alpha = arcsin(0,25) = 14,48°

F = 48 * 9,8 * 0,25 * cos(14,48°) = 223,44 Н

Теперь можно определить, на какую дистанцию можно проехать, используя 800 Дж энергии, которые были затрачены на подъем санок на горку:

800 = 223,44 * s

s = 3,58 м

Таким образом, максимальная дистанция, на которую можно проехать на санках с седоком, используя энергию, которую дает эта ледяная горка, составляет 3,58 м.

КПД можно определить, используя формулу:

eta = (работа, которую можно получить на горке) / (работа, которую нужно затратить на подъем санок на горку)

eta = (223,44 * 3,58) / 800 = 0,999

Таким образом, КПД этой ледяной горки составляет около 99,9%. Отметим, что этот результат невозможен в реальной жизни, так как всегда есть потери энергии при преобразовании из одной формы в другую (в данном случае - потери на трение и тепловое излучение).
Владимир Сычев
Владимир Сычев
31 675
2 алега
0,999
КE
Катюша E
207