Для решения задачи о работе, совершенной при помощи рычага, нам необходимо учитывать как теоретическую работу, так и реальную работу с учетом КПД (коэффициента полезного действия).
- Теоретическая работа:
Работа ( A ) в физике рассчитывается как произведение силы ( F ) на перемещение ( d ) в направлении этой силы:
[ A = F \times d ]
В нашем случае:
- Сила ( F = 1 \, \text{кН} = 1000 \, \text{Н} ) (так как 1 кН равен 1000 Ньютонов).
- Перемещение ( d = 8 \, \text{см} = 0,08 \, \text{м} ) (переводим сантиметры в метры, так как стандартные единицы для работы — это Ньютон-метры или Джоули).
Подставим значения в формулу:
[ A = 1000 \, \text{Н} \times 0,08 \, \text{м} = 80 \, \text{Дж} ]
Это теоретическая работа, которую нужно было бы совершить при идеальном рычаге без потерь.
- Реальная работа с учетом КПД:
Коэффициент полезного действия (КПД) (\eta) показывает, какая доля затраченной энергии была использована на выполнение полезной работы. Он выражается в процентах и в данной задаче составляет 80%, или в долях — 0,8.
Реальная работа ( A_{\text{реальная}} ) больше теоретической из-за потерь на трение и других факторов, и рассчитывается по формуле:
[ A_{\text{реальная}} = \frac{A}{\eta} ]
Подставим известные величины:
[ A_{\text{реальная}} = \frac{80 \, \text{Дж}}{0,8} = 100 \, \text{Дж} ]
Таким образом, реальная работа, совершенная для поднятия груза с учетом КПД рычага, составляет 100 Джоулей.