Задачи › Наклонная плоскость

Наклонный рельс с лебёдкой: ускорение бруска, сила трения и КПД системы

  1. Наклонный рельс с лебёдкой: ускорение бруска, сила трения и КПД системы

    Интернет-олимпиада 2018/19, 11 кл.
    6/10

    Имеется наклонный рельс с лебёдкой и датчиком натяжения нити, весы, гири, линейки и брусок. Колесо лебёдки крутится с постоянной угловой скоростью. У бруска имеется трение о рельс. Масса гирь указана в граммах. Значение ускорения свободного падения \(g=9{,}8\) м/с\(^2\).

    Рисунок

    Найдите с точностью не хуже \(0{,}5\%\):

    1. Величину ускорения \(a_0\), с каким бы двигался брусок, если бы его, не присоединяя к лебёдке, поставить в середине рельса и отпустить, если бы не было трения.

    2. Силу трения \(F\), действующую на брусок при подъёме бруска по рельсу.

    3. Величину ускорения \(a_1\), с каким будет двигаться брусок, если его поставить в середине рельса и отпустить в реальной ситуации — когда присутствует трение.

    4. КПД системы при подъёме бруска по рельсу (потери энергии в лебёдке не учитывать).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Без трения брусок на наклонном рельсе движется с ускорением \(g\sin\alpha\); для угла наклона найдите синус через размеры рельса. КПД — отношение полезной работы по подъёму бруска к работе лебёдки.

    Ответ

    1) \(a_0 = 2{,}708 \pm 0{,}027\) м/с\(^2\);  2) \(F = 0{,}3846 \pm 0{,}0058\) Н;  3) \(a_1 = 1{,}672 \pm 0{,}042\) м/с\(^2\);  4) КПД \(= 72{,}3 \pm 1{,}8\) %.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи