☰ Содержание · Физика

КПД наклонной плоскости и столкновения

Уроки 15–16 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
15

Лабораторная работа: определение КПД наклонной плоскости

Учебник: с. 51–52
ЦельОпределить КПД наклонной плоскости экспериментально.
Новые слова
динамометр · dinamometrполезная работа · foydali ishполная (затраченная) работа · to‘la ishштатив · shtativ
Объяснение

Цель — определить КПД наклонной плоскости и проверить, как он зависит от угла. Оборудование: длинная тонкая доска, штатив с лапкой, деревянный брусок, набор грузов, динамометр, измерительная лента. Закрепите доску в штативе под наклоном и измерьте её длину l и высоту h. С помощью динамометра найдите вес P бруска (с грузом). Затем равномерно, без рывков, протащите брусок вдоль доски динамометром и запишите показание F. Полезная работа Aₚ = P·h, полная работа Aз = F·l, а КПД η = Aₚ/Aз·100%. Повторите опыт не менее 3 раз, внесите результаты в таблицу, затем измените высоту (другой угол) и измерьте снова. Обычно при увеличении угла доля трения уменьшается, а η растёт. Источники погрешности: точность динамометра, неравномерное протягивание, измерительная лента. Техника безопасности: прочно закрепите штатив, чтобы доска не упала, не используйте тяжёлые грузы и держите пальцы подальше от места между бруском и доской.

Примеры
P = 6 Н, h = 0,5 м, F = 4 Н, l = 1 м: полезная работа 6·0,5 = 3 Дж, полная работа 4·1 = 4 Дж, η = 3/4·100 = 75%.
На более крутой плоскости (h = 0,6 м) F = 4,5 Н при P = 6 Н и l = 1 м: Aₚ = 3,6 Дж, Aз = 4,5 Дж, η = 80% — КПД вырос с увеличением наклона. Трение по-прежнему поглощает часть работы, поэтому η < 100%.
Работа в классе

На уроке: подготовьте таблицу (l, h, P, F, Aз, Aₚ, η). Потренируйтесь на примерных числах от учителя и сравните результаты по 3 опытам. Не отпускайте динамометр резко.

Упражнения
1
Как находятся полезная и полная работа на наклонной плоскости?
2
P = 5 Н, h = 0,4 м, F = 2,5 Н, l = 1 м. Чему равен η в процентах? (Aₚ = 2 Дж, Aз = 2,5 Дж)
3
Сила, тянущая брусок, равна 3 Н, l = 2 м. Чему равна полная работа (Дж)?
4
Почему брусок нужно тянуть динамометром равномерно и без рывков?