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
sinα = H/L,
cosα = √(1-sin²α).
при желании, можно вывести формулу без синуса и косинуса, но это лишнее