Валун массой 120 кг приподняли рычагом, плечи которого относятся как 1: 2, на 10 см. Модуль приложенной силы F = 650 Н. Каков КПД рычага в этом случае?

Пусть плечо силы F равно L1, а плечо силы тяжести валуна равно L2. По условию L2 = 2 * L1.

Полезная работа: A_п = mgh = 120 кг * 10 м/с² * 0.1 м = 120 Дж.

Затраченная работа: A_з = F * S, где S - путь, пройденный точкой приложения силы F. S = L1 * θ, h = L2 * θ. Отсюда S = h * (L1/L2) = 0.1 м * (1/2) = 0.05 м. A_з = 650 Н * 0.05 м = 32.5 Дж. Это неверно, так как сила F приложена к большему плечу, чтобы поднять груз. Если плечи относятся как 1:2, то сила приложена к плечу 2L, а груз поднимается на плече L. Тогда S = 2 * h = 0.2 м. A_з = 650 Н * 0.2 м = 130 Дж. КПД = (120 Дж / 130 Дж) * 100% ≈ 92.3%.