«Золотое правило» механики. Коэффициент полезного действия механизма
«Золотое правило» механики: механизм, дающий выигрыш в силе в несколько раз, во столько же раз проигрывает в расстоянии; никакой механизм не даёт выигрыша в работе. При использовании механизм совершает полезную работу A_п над грузом (например, при подъёме: A_п = P · h), но полная работа A_з, которую мы затрачиваем, больше (трение, вес деталей). Коэффициент полезного действия — это отношение полезной работы к полной: η = (A_п : A_з) · 100 %. КПД всегда меньше 100 %, потому что A_п < A_з. Например, если на 160 Дж полезной работы затрачено 200 Дж, то η = 160 : 200 · 100 % = 80 %. Примерные КПД: неподвижный блок 94–98 %, у винта и наклонной плоскости меньше. Чтобы повысить КПД, трение уменьшают смазкой, а детали делают легче. «Вечный двигатель» с КПД более 100 % построить нельзя.
«Лучший механизм»: группы используют три наклонные плоскости (гладкая доска, доска с тканью, доска с наждачной бумагой), измеряют A_п и A_з и вычисляют КПД; у какой он наибольший? Безопасность: используй лёгкий груз и тяни динамометр плавно, не выпуская его из рук.