Яке значення коефіцієнта корисної дії (ККД) площини отримав учень при виконанні лабораторної роботи з визначенням

Zvezdopad_Na_Gorizonte

27

Для розв"язання цієї задачі, спочатку нам потрібно визначити роботу, яку виконує сила при переміщенні бруска вздовж похилої площини. Робота розраховується за формулою:

\[ \text{Робота} = \text{Сила} \times \text{Відстань} \times \text{Косинус кута}\]

В даному випадку, сила тяжіння \( F \) робить роботу, переміщуючи брусок вгору похилої площини. Значення цієї сили можна обчислити за формулою:

\[ F = m \times g\]

де \( m \) - маса бруска, а \( g \) - прискорення вільного падіння, яке на Землі має значення 9,8 м/с².

У нашому випадку, маса бруска \( m \) дорівнює 0,4 кг, тому:

\[ F = 0,4 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с²} \approx 3,92 \, \text{Н}\]

Далі, ми можемо обчислити відстань, по якій перемістилася сила тяжіння. Це довжина похилої площини \( s \), яка в нашому випадку дорівнює 80 см або 0,8 м.

Косинус кута \( \theta \) між напрямом сили тяжіння і похилої площини можна вирахувати за допомогою висоти \( h \) і довжини \( s \):

\[ \cos(\theta) = \frac{h}{s} \]

У нашому випадку, висота \( h \) становить 30 см або 0,3 м, тому:

\[ \cos(\theta) = \frac{0,3 \, \text{м}}{0,8 \, \text{м}} \approx 0,375 \]

Тепер, ми можемо обчислити роботу \( W \), використовуючи знайдені значення:

\[ W = F \times s \times \cos(\theta) \]

\[ W = 3,92 \, \text{Н} \times 0,8 \, \text{м} \times 0,375 \approx 1,488 \, \text{Дж}\]

Коефіцієнт корисної дії (ККД) визначається як відношення корисної роботи до витраченої енергії. У даному випадку, корисна робота дорівнює роботі \( W \), а витрачена енергія - роботі, виконаній силою тяжіння, тобто \( W \):

\[ \text{ККД} = \frac{\text{Робота}}{\text{Робота}} = 1\]

Таким чином, учень отримав ККД рівний 1, що свідчить про те, що весь роботу, виконаний силою тяжіння, був перетворений на корисну роботу.