Краткое пояснение:
Метод: КПД (коэффициент полезного действия) наклонной плоскости вычисляется как отношение полезной работы к полной работе, умноженное на 100%. Полезная работа — это работа по подъему груза на высоту, а полная работа — это работа, совершаемая при тяге груза по наклонной плоскости.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Переводим все величины в систему СИ. Масса \(m = 25\) кг. Сила тяги \(F_{тяги} = 40\) Н. Длина наклонной плоскости \(s = 2\) м. Высота \(h = 10\) см \(= 0.1\) м. Ускорение свободного падения \(g \approx 10\) м/с2.
- Шаг 2: Вычисляем полезную работу (Aполезная). Полезная работа равна весу груза, умноженному на высоту подъема. Вес груза \(P = m \cdot g = 25 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 250 \text{ Н}\).
\( A_{\text{полезная}} = P \cdot h = 250 \text{ Н} \cdot 0.1 \text{ м} = 25 \text{ Дж} \) - Шаг 3: Вычисляем полную работу (Aполная). Полная работа равна силе тяги, умноженной на длину наклонной плоскости.
\( A_{\text{полная}} = F_{\text{тяги}} \cdot s = 40 \text{ Н} \cdot 2 \text{ м} = 80 \text{ Дж} \) - Шаг 4: Вычисляем КПД наклонной плоскости.
\( \text{КПД} = (A_{\text{полезная}} / A_{\text{полная}}) \cdot 100\% = (25 \text{ Дж} / 80 \text{ Дж}) \cdot 100\% = 0.3125 \cdot 100\% = 31.25\% \)
Ответ: 31.25%