Задание 58.3. По наклонной плоскости длиной l - 80 см поднимают равномерно брусок массой 100 г. При этом измеряют силу F, приложенную к бруску вдоль наклонной плоскости, и меняют высоту h наклонной плоскости. Полученные результаты измерений занесены в таблицу.

Question

Задание 58.3. По наклонной плоскости длиной l - 80 см поднимают равномерно брусок массой 100 г. При этом измеряют силу F, приложенную к бруску вдоль наклонной плоскости, и меняют высоту h наклонной плоскости. Полученные результаты измерений занесены в таблицу.

Фото задания: Задание 58.3. По наклонной плоскости длиной l - 80 см поднимают равномерно брусок массой 100 г. При этом измеряют силу F,…

Accepted Answer

Решение:

Для начала переведем массу бруска в килограммы: \( m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг} \). Найдем силу тяжести, действующую на брусок: \( P = mg \). Примем \( g = 10 \text{ м/с}^2 \), тогда \( P = 0.1 \text{ кг} \times 10 \text{ м/с}^2 = 1 \text{ Н} \).

Теперь рассчитаем полезную работу (A_п) для каждого опыта, которая равна работе по подъему бруска на высоту h: \( A_п = P \times h \). Обратите внимание, что высоту нужно перевести в метры: \( h_{\text{см}} / 100 \).

Рассчитаем затраченную работу (A_з) для каждого опыта: \( A_з = F \times l \), где \( l = 80 \text{ см} = 0.8 \text{ м} \).

Рассчитаем КПД (η) для каждого опыта по формуле: \( \eta = \frac{A_п}{A_з} \times 100 \% \).

Опыт 1:

\( h = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м} \)

\( A_п = 1 \text{ Н} \times 0.1 \text{ м} = 0.1 \text{ Дж} \)

\( A_з = 0.2 \text{ Н} \times 0.8 \text{ м} = 0.16 \text{ Дж} \)

\( \eta = \frac{0.1 \text{ Дж}}{0.16 \text{ Дж}} \times 100 \% \approx 62.5 \% \)

Опыт 2:

\( h = 20 \text{ см} = 0.2 \text{ м} \)

\( A_п = 1 \text{ Н} \times 0.2 \text{ м} = 0.2 \text{ Дж} \)

\( A_з = 0.4 \text{ Н} \times 0.8 \text{ м} = 0.32 \text{ Дж} \)

\( \eta = \frac{0.2 \text{ Дж}}{0.32 \text{ Дж}} \times 100 \% = 62.5 \% \)

Опыт 3:

\( h = 30 \text{ см} = 0.3 \text{ м} \)

\( A_п = 1 \text{ Н} \times 0.3 \text{ м} = 0.3 \text{ Дж} \)

\( A_з = 0.5 \text{ Н} \times 0.8 \text{ м} = 0.4 \text{ Дж} \)

\( \eta = \frac{0.3 \text{ Дж}}{0.4 \text{ Дж}} \times 100 \% = 75 \% \)

Опыт 4:

\( h = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м} \)

\( A_п = 1 \text{ Н} \times 0.4 \text{ м} = 0.4 \text{ Дж} \)

\( A_з = 0.6 \text{ Н} \times 0.8 \text{ м} = 0.48 \text{ Дж} \)

\( \eta = \frac{0.4 \text{ Дж}}{0.48 \text{ Дж}} \times 100 \% \approx 83.3 \% \)

Заполненная таблица:

№ опыта	1	2	3	4
h, см	10	20	30	40
F, Н	0,2	0,4	0,5	0,6
A_п, Дж	0,1	0,2	0,3	0,4
A_з, Дж	0,16	0,32	0,4	0,48
η, %	~62,5	62,5	75	~83,3

Ответ: Заполненная таблица с рассчитанными значениями A_п, A_з и η представлена выше.