Для решения этой задачи нам понадобятся следующие формулы:
1. Полезная работа (A_п) равна произведению веса груза (P) на высоту подъема (h): (A_п = P \cdot h)
2. Полная работа (A_п) равна произведению силы (F), приложенной к веревке, на расстояние, на которое веревка была вытянута (s). В случае неподвижного блока, это расстояние равно высоте подъема: (A_п = F \cdot s = F \cdot h)
3. КПД ((\eta)) равен отношению полезной работы к полной работе: (\eta = \frac{A_п}{A_п} \cdot 100\%)
Сначала надо найти вес ведра с песком. Вес (P) равен произведению массы (m) на ускорение свободного падения (g), которое приблизительно равно 9.8 м/с²:
( P = m \cdot g )
Подставляем массу ведра с песком (значение массы отсутствует в условии задачи, обозначим массу как m кг) и ускорение свободного падения:
( P = m \cdot 9.8 \approx 9.8m (Н) )
Теперь вычислим полезную работу:
( A_п = 9.8m \cdot 10 = 98m (Дж) )
Далее вычислим полную работу:
( A_п = 250 \cdot 10 = 2500 (Дж) )
И, наконец, вычислим КПД:
( \eta = \frac{98m}{2500} \cdot 100\% = \frac{98m}{25}\% = 3.92m \% )
Так как масса не указана, то мы не можем вычислить числовое значение КПД. Ответ выражен через массу m.
Ответ: КПД установки равен (3.92m \%), где m - масса ведра с песком в килограммах.