Вопрос:

4. Груз поднимают с помощью неподвижного блока, прикладывая силу 300 Н. Какова масса груза, если КПД составляет 70%?

Ответ:

Решение:

  1. Дано:
    \( F = 300 \text{ Н} \)
    \( \eta = 70\% = 0,7 \)
    \( g \approx 10 \text{ Н/кг} \)
  2. Найти: \( m \)
  3. Решение:
    Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но КПД учитывает потери. Следовательно, приложенная сила \( F \) больше веса груза \( P \) из-за трения.
    Затраченная работа: \( A_{затр} = F \cdot h \) (где h - высота подъема).
    Полезная работа: \( A_{пол} = P \cdot h = m \cdot g \cdot h \).
    КПД: \( \eta = \frac{A_{пол}}{A_{затр}} = \frac{m \cdot g \cdot h}{F \cdot h} = \frac{m \cdot g}{F} \).
    Выразим массу груза: \( m = \frac{\eta \cdot F}{g} \).
    \( m = \frac{0,7 \cdot 300 \text{ Н}}{10 \text{ Н/кг}} = \frac{210}{10} \text{ кг} = 21 \text{ кг} \).

Ответ: Масса груза составляет 21 кг.