На коротком плече рычага укреплён груз массой 60 кг. Для подъёма груза на высоту 3 см пришлось совершить работу 24 Дж. Определите КПД рычага.

Решение:

Для определения КПД рычага воспользуемся формулой:

\( \text{КПД} = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \times 100\% \)

1. Найдём полезную работу (A_{полезная}), которая совершается при подъёме груза. Для этого используем формулу работы через силу тяжести и высоту:
• Сила тяжести груза \( F = m \times g \), где \( m = 60 \) кг, \( g \approx 10 \) Н/кг (примем ускорение свободного падения равным 10 Н/кг для простоты расчётов).
• \( F = 60 \text{ кг} \times 10 \text{ Н/кг} = 600 \text{ Н} \)
• Высота подъёма \( h = 3 \) см = \( 0.03 \) м.
• \( A_{полезная} = F \times h = 600 \text{ Н} \times 0.03 \text{ м} = 18 \text{ Дж} \)
2. Затраченная работа (A_{затраченная}) нам дана по условию задачи: \( A_{затраченная} = 24 \) Дж.
3. Рассчитаем КПД рычага:
• \( \text{КПД} = \frac{18 \text{ Дж}}{24 \text{ Дж}} \times 100\% \)
• \( \text{КПД} = 0.75 \times 100\% = 75\% \)

Ответ: КПД рычага равен 75%.