Какова формула вычисления КПД наклонной плоскости? Как можно выразить КПД в процентах?

КПД, или коэффициент полезного действия, наклонной плоскости позволяет оценить эффективность работы данной системы. Формула для расчета КПД наклонной плоскости выглядит следующим образом:

$$КПД=\frac{Решение}{Вход}\times 100\mathrm{\%}$$

Здесь "Решение" обозначает мощность, с которой сила тяжести перемещает объект вдоль наклонной плоскости, а "Вход" - мощность, затраченную на подъем объекта.

Давайте рассмотрим данную формулу на примере: предположим, у нас есть объект массой 100 кг, который поднимается вверх по наклонной плоскости с высотой 10 метров за время 20 секунд. Для начала, мы должны рассчитать работу, выполненную силой тяжести при подъеме объекта.

Формула для расчета работы выглядит следующим образом:

$$Решение=сила\times путь$$

В нашем случае, сила будет равна произведению массы объекта на ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²) и на высоту подъема (10 м).

$$сила=масса\times ускорение\times высота$$

$$сила=100\text{кг}\times 9,8\text{м/с²}\times 10\text{м}$$

$$сила=9800\text{Н}$$

Теперь мы можем рассчитать работу:

$$Решение=сила\times путь$$

$$Решение=9800\text{Н}\times 10\text{м}$$

$$Решение=98000\text{Дж}$$

Далее, нам нужно рассчитать мощность, затраченную на подъем объекта. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом:

$$Вход=\frac{Решение}{Время}$$

В нашем случае, время равно 20 секундам.

$$Вход=\frac{98000\text{Дж}}{20\text{с}}$$

$$Вход=4900\text{Вт}$$

Теперь мы можем расчитать КПД:

$$КПД=\frac{Решение}{Вход}\times 100\mathrm{\%}$$

$$КПД=\frac{98000\text{Дж}}{4900\text{Вт}}\times 100\mathrm{\%}$$

$$КПД=20\mathrm{\%}$$

Таким образом, коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости в данном примере равен 20%. Это означает, что только 20% затраченной энергии было использовано для подъема объекта, в то время как 80% было расходовано на преодоление силы трения и других потерь.