☰ Содержание · Физика

Равенство работ. КПД. Повторение главы III

Уроки 36–38 · 3 урока · Н. Ш. Турдиев. Физика, 6 класс, 3-е переработанное издание. Издательство «Нисо Полиграф», Ташкент, 2017
37

«Золотое правило» механики. Коэффициент полезного действия механизма

Учебник, с. 95–97
ЦельЗнай «золотое правило» механики и КПД η = (A_полезная : A_полная) · 100 % и применяй их в задачах.
Новые слова
золотое правило · oltin qoidaкоэффициент полезного действия (η) · FIK (η)полезная работа · foydali ishполная работа · to‘liq ish
Объяснение

«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.

Примеры
С помощью подвижного блока поднят груз 100 Н на 2 м: полезная работа 100 · 2 = 200 Дж; при затраченных 250 Дж η = 200 : 250 · 100 % = 80 %.
На наклонной плоскости сила 15 Н на пути 6.4 м: A_з = 96 Дж; при подъёме груза 16 Н на 5 м A_п = 80 Дж; η = 80 : 96 ≈ 83.3 %.
Работа в классе

«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.

Упражнения
1
Сформулируй «золотое правило» механики.
2
Полезная работа равна 80 Дж, полная работа — 100 Дж. Чему равен КПД в процентах?
3
КПД равен 75 %, полная работа 400 Дж. Полезная работа в Дж?
4
Почему КПД никогда не может достичь 100 %?