Щоб визначити коефіцієнт корисної дії (ККД) рухомого блока, спочатку потрібно знайти роботу, яку виконує вантаж при піднятті.
Робота визначається як добуток сили, прикладеної до вантажу, на відстань, яку вантаж піднімає:
Робота = Сила * Відстань.
У цьому випадку, відстань, на яку піднімається вантаж, не вказана. Тому для визначення ККД рухомого блока необхідно додаткова інформація.
ККД рухомого блока (η) визначається як відношення корисної роботи до виконаної роботи:
η = Корисна робота / Виконана робота.
Для обчислення ККД потрібно знати корисну роботу та виконану роботу.
Якщо вважати, що вантаж піднімається вертикально вгору, тоді виконана робота (W) визначається як добуток сили, прикладеної до вільного кінця мотузки, на відстань, на яку рухомий блок пересувається вздовж стелі:
W = Сила * Відстань.
Корисна робота (Wкор) визначається як робота, здійснена вантажем:
Wкор = Маса * g * Відстань,
де Маса - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).
Отже, щоб визначити ККД рухомого блока, потрібно знати відстань, на яку вантаж піднімається. Без цієї інформації не можливо розрахувати ККД.
Потенціальна енергія тіла на певній висоті може бути обчислена за формулою:
Ер = маса * прискорення вільного падіння * висота
У даному випадку, маса тіла становить 200 грамів, що еквівалентно 0.2 кілограма, постійне прискорення вільного падіння на Землі приблизно дорівнює 9.8 м/с².
Зменшення швидкості вдвічі означає, що нова швидкість становитиме половину вихідної швидкості, тобто 20 м/с.
Для обчислення висоти, на якій швидкість зменшиться вдвічі, можемо скористатися законом збереження механічної енергії:
Екін = Ер
(1/2) * маса * швидкість^2 = маса * прискорення вільного падіння * висота
(1/2) * 0.2 кг * (40 м/с)^2 = 0.2 кг * 9.8 м/с² * висота
400 Дж = 1.96 Н * висота
висота = 400 Дж / 1.96 Н
висота ≈ 204.08 м
Отже, потенціальна енергія тіла на висоті, коли його швидкість зменшиться вдвічі, становить приблизно 204.08 Дж.
