Давай разберемся с этими вопросами по порядку:
Коэффициент полезного действия (КПД) показывает, какая часть затраченной энергии или работы была использована для выполнения полезной работы. Проще говоря, он отвечает на вопрос: «Насколько эффективно было использовано то, что мы потратили?»
КПД никогда не бывает 100% в реальных условиях, потому что всегда есть потери энергии. Эта энергия уходит на преодоление сил трения (например, трение между деталями механизма или сопротивление воздуха), на нагревание, на звуковые колебания и т.д. Всегда какая-то часть работы «теряется» и не идет на основную полезную цель.
Полезная работа — это та работа, которая непосредственно достигает поставленной цели. Например, если ты поднимаешь груз, то полезная работа — это работа по подъему этого груза. Если ты едешь на велосипеде, полезная работа — это работа по перемещению тебя и велосипеда вперед.
Затраченная работа — это вся работа, которую ты совершил, включая полезную работу и работу, ушедшую на преодоление потерь (например, на трение). Если ты поднимаешь груз, затраченная работа — это сумма работы по подъему груза и работы против силы трения.
Трение всегда мешает достижению идеального результата. Оно увеличивает затраченную работу (так как приходится преодолевать дополнительную силу) и, соответственно, уменьшает КПД. Чем больше трение, тем меньше полезной работы мы получаем из затраченной энергии.