Найти КПД наклонной плоскости длиной L и высотой H, если коэффициент трения равен μ.

По определению КПД равен n = Aполез / Aзатр

• нам полезно изменить потенциальную энергию тела, которое мы поднимаем по наклонной плоскости. у подножия плоскости высота равна нулю, тогда Aполез = mgH

• работа затраченная определяется работой силы тяги, посредством которой мы поднимаем груз на наклонную плоскость: Азатр = Атяг

Атяг = Fтяг S

пусть поднятие осуществляется равномерно и прямолинейно, тогда геометрическая сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю

на тело действуют:

• сила тяжести

• сила тяги

• сила трения

• сила нормальной реакции опоры

направим ось вдоль плоскости вверх, в проекции на нее получим

Fтяг - Fтр - mgsinα = 0,

Fтяг = u mgcosα + mgsinα = mg (u cosα + sinα).

тогда работа силы тяги равна Атяг = mgL (u cosα + sinα).

соответственно, КПД равен n = (mgH) / (mgL (u cosα + sinα),

n = H / (L (u cosα + sinα)), где

sin α = H/L,

cosα = √ (1-sin²α).

при желании, можно вывести формулу без синуса и косинуса, но это лишнее