31. КПД механизмов - В.И. Лукашик, Сборник задач по физике
785. Какая система, состоящая из двух блоков (см. рис. 222), имеет больший КПД при подъеме грузов одинаковой массы? Ответ объясните.
В системе №2 КПД больше, поскольку в системе №1 производится дополнительная работа по подъему подвижного блока.
786. Используя стальной лом в качестве рычага, на одну и ту же высоту поднимают груз Р двумя способами (рис. 235, а и б). Плечи, на которые действует груз, и трение в точках опоры О одинаковы. Одинаковым ли будет КПД рычагов? Ответ объясните.
В случае «а» КПД больший, так как в случае «б» производится дополнительная работа по подъему лома.
787. Для подъема одного и того же груза на одну и ту же высоту в качестве рычага можно использовать стальной стержень (рис. 236, а) или такого же диаметра и длины, как стержень, стальную трубу (рис. 236, б). Одинаковым ли в этих случаях будет КПД рычагов? Ответ обоснуйте.
Масса стальной трубы меньше, следовательно, работа по ее подъему меньше. Поэтому в случае «б» КПД больше.
788. К короткому плечу рычага (см. рис. 235, б) подвешен груз весом 1200 Н. При равномерном поднятии его на 0,12 м к длинному плечу приложили силу 360 Н, при этом точка приложения силы переместилась на 0,5 м. Вычислите КПД рычага.
789. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз массой 245 кг равномерно подняли на высоту 6 см, при этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения этой силы опустилась на 0,3 м.
790. У какой системы неподвижных блоков (см. рис. 218) при подъеме равных грузов КПД больше, если силы трения в каждом блоке одинаковые? Ответ обоснуйте.
КПД больше у второй системы, поскольку в первой системе больше блоков и больше дополнительная работа против сил трения.
791. Используя одинаковые блоки, можно поднять груз Р на одну и ту же высоту (рис. 237). Одинаковы ли КПД установок? Ответ обоснуйте.
КПД второго блока меньше, поскольку, используя его, необходимо поднимать блок.
792. Ведро, в которое насыпан песок массой 24,5 кг, поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10 м, действуя на веревку силой 250 Н. Вычислите КПД установки.
793. С помощью неподвижного блока груз массой 100 кг поднят на высоту 5 м. Определите совершенную при этом работу, если коэффициент полезного действия равен 70%.
794. У каждого неподвижного блока (рис. 238) КПД равен 0,9. Определите КПД всей установки.
795. Ящик с гвоздями, масса которого 54 кг, поднимают на пятый этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на трос силой 360 Н. Вычислите КПД установки.
796. С помощью блоков равномерно поднимают груз (рис. 239). Используя данные рисунка, вычислите КПД установки.
797. Груз, масса которого 1,2 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 0,8 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4 Н. Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки?
798. При равномерном перемещении груза массой 15 кг по наклонной плоскости динамометр, привязанный к грузу, показывал силу, равную 40 Н. Вычислите КПД наклонной плоскости, если длина ее 1,8 м, высота 30 см.
799. По наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 1,5 м поднимается груз массой 180 кг. Чему равны полезная работа и КПД, если коэффициент трений равен 0,3?
800. Двигатель подъемного крана мощностью 6 кВт поднимает груз массой 6 т на высоту 8 м. Определите время подъема груза, если КПД установки равен 80%.
801. Электродвигатель мощностью 10 кВт соединен ременной передачей с насосом, который за 30 мин подает воду в объеме 58,75 м3 на высоту 25 м в резервуар. Определите КПД всей установки.
802. Сколько воды можно поднять из колодца глубиной 36 м в течение 1 ч, если мощность электродвигателя насоса равна 4,9 кВт, а КПД установки равен 70%?
В системе №2 КПД больше, поскольку в системе №1 производится дополнительная работа по подъему подвижного блока.
786. Используя стальной лом в качестве рычага, на одну и ту же высоту поднимают груз Р двумя способами (рис. 235, а и б). Плечи, на которые действует груз, и трение в точках опоры О одинаковы. Одинаковым ли будет КПД рычагов? Ответ объясните.
В случае «а» КПД больший, так как в случае «б» производится дополнительная работа по подъему лома.
787. Для подъема одного и того же груза на одну и ту же высоту в качестве рычага можно использовать стальной стержень (рис. 236, а) или такого же диаметра и длины, как стержень, стальную трубу (рис. 236, б). Одинаковым ли в этих случаях будет КПД рычагов? Ответ обоснуйте.
Масса стальной трубы меньше, следовательно, работа по ее подъему меньше. Поэтому в случае «б» КПД больше.
788. К короткому плечу рычага (см. рис. 235, б) подвешен груз весом 1200 Н. При равномерном поднятии его на 0,12 м к длинному плечу приложили силу 360 Н, при этом точка приложения силы переместилась на 0,5 м. Вычислите КПД рычага.
789. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз массой 245 кг равномерно подняли на высоту 6 см, при этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения этой силы опустилась на 0,3 м.
790. У какой системы неподвижных блоков (см. рис. 218) при подъеме равных грузов КПД больше, если силы трения в каждом блоке одинаковые? Ответ обоснуйте.
КПД больше у второй системы, поскольку в первой системе больше блоков и больше дополнительная работа против сил трения.
791. Используя одинаковые блоки, можно поднять груз Р на одну и ту же высоту (рис. 237). Одинаковы ли КПД установок? Ответ обоснуйте.
КПД второго блока меньше, поскольку, используя его, необходимо поднимать блок.
792. Ведро, в которое насыпан песок массой 24,5 кг, поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10 м, действуя на веревку силой 250 Н. Вычислите КПД установки.
793. С помощью неподвижного блока груз массой 100 кг поднят на высоту 5 м. Определите совершенную при этом работу, если коэффициент полезного действия равен 70%.
794. У каждого неподвижного блока (рис. 238) КПД равен 0,9. Определите КПД всей установки.
795. Ящик с гвоздями, масса которого 54 кг, поднимают на пятый этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на трос силой 360 Н. Вычислите КПД установки.
796. С помощью блоков равномерно поднимают груз (рис. 239). Используя данные рисунка, вычислите КПД установки.
797. Груз, масса которого 1,2 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 0,8 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4 Н. Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки?
798. При равномерном перемещении груза массой 15 кг по наклонной плоскости динамометр, привязанный к грузу, показывал силу, равную 40 Н. Вычислите КПД наклонной плоскости, если длина ее 1,8 м, высота 30 см.
799. По наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 1,5 м поднимается груз массой 180 кг. Чему равны полезная работа и КПД, если коэффициент трений равен 0,3?
800. Двигатель подъемного крана мощностью 6 кВт поднимает груз массой 6 т на высоту 8 м. Определите время подъема груза, если КПД установки равен 80%.
801. Электродвигатель мощностью 10 кВт соединен ременной передачей с насосом, который за 30 мин подает воду в объеме 58,75 м3 на высоту 25 м в резервуар. Определите КПД всей установки.
802. Сколько воды можно поднять из колодца глубиной 36 м в течение 1 ч, если мощность электродвигателя насоса равна 4,9 кВт, а КПД установки равен 70%?