Кпд в данной задаче представляет собой отношение полезной работы ко всей работе. Видимо, имеет место трение в блоке, за счёт этого и кпд 70%.
Итак, Аполез = 0,7 Аполн
Пусть вес груза G, его перемещение Sгр = 5м
Полная работа Аполн = F s где s - перемещение точки приложения силы F. Это перемещение в два раза больше, чем перемещение груза Sгр.
Т.е. S = 10м
Полная работа Аполн = 400 * 10 = 4000(Дж)
Аполез = 0,7 Аполн = 2800 Дж
Поскольку работа затрачена на изменнеие потенциальной энергии груза, то Аполез = П.
А изменение потенциальной энергии П = G h = G Sгр = 5G
Таким образом, получаем Аполез = 5G или
2800 = 5G
и
G = 560(Н)
Если нужна масса, то, считая ускорение свободного падения равным g = 10м-кв.с,
получим m = G/g = 560\10 = 56 (кг)
R=0.6 м => S=3.14*(0.6)^2=1.13 м^2
Найдём массу воды в трубе: m=S*h*p
Здесь h-длина трубы
m=1.13*150*1000=169500 кг
Далее закон сохранения энергии:
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
В начале скорость нулевая, в конце он достигает нужной высоты т.е. уже нулевой. И так получается:
Ep1=Ek2
m*g*h/2=m*v^2/2
здесь h- перепад высоты.
h/2-это потому, что Ep- связанно с движением центра масс
После сокращений получаем: v=√gh = √10*19=13.8 м/с
Энергия, которую можно получить равна: Ep=mgh/2=16102500 Дж
Переводим в кВт-ч, получается Ep≈4,473 кВт-ч или Ep=16102.5 кВт-с