Розв'язання вправ та завдань до підручника «Фізика» В. Д. Сиротюк 7 клас - 2015 рік

МЕХАНІКА

РОЗДІЛ 3. МЕХАНІЧНА РОБОТА ТА ЕНЕРГІЯ

§ 47. «Золоте правило» механіки. Коефіцієнт корисної дії механізмів

Запитання до вивченого

1. Так, прості механізми дають виграш в силі, але у стільки ж разів ми програємо у відстані.

2. «Золоте правило» механіки: жоден із простих механізмів не дає виграшу в роботі: у скільки разів виграємо в силі, у стільки само разів програємо у відстані.

3. Відношення корисної роботи до повної (затраченої) роботи називають коефіцієнтом корисної дії (ККД) механізму.

4. Визначимо, наприклад, ККД похилої площини, застосувавши «золоте правило» механіки (мал. 286).

Роботу, яка виконується під час піднімання тіла вгору по вертикалі, визначають добутком сили тяжіння F1 яка діє на тіло, і висоти похилої площини h: А1 = F1h.

На таку саму висоту h можна підняти тіло, рівномірно переміщуючи його вздовж похилої площини завдовжки Іу прикладаючи до тіла силу Fz. Виконану при цьому роботу визначають за формулою: А2 = F2l.

Згідно із «золотим правилом» механіки, якщо немає тертя, обидві роботи дорівнюють одна одній: А1 = А2 або F1h = F2l.

За наявності тертя робота А2 завжди більша за роботу A1: А2 > A1.

А2 дорівнює повній роботі, A1 — корисній роботі. ККД позначають грецькою літерою (η) (ета) і виражають у відсотках (%). Відношення корисної роботи до повної роботи, визначає ККД похилої площини: .

Аналогічно розраховують ККД будь- якої машини та механізму.

Лабораторна робота № 12. Визначення ККД похилої площини

Мета роботи: переконатися на дослідах у тому, що корисна робота, виконана за допомогою похилої площини, менша від повної, і визначити коефіцієнт корисної дії похилої площини.

Прилади і матеріали: дошка, штатив з муфтою і лапкою, дерев’яний брусок, міра кравецька (рулетка) або лінійка з міліметровими поділками.

Хід роботи

1. Установіть дошку похило, як показано на малюнку 286.

2. Виміряйте висоту Н і довжину І похилої площини. Результати вимірювань запишіть у таблицю. (Н = 30 см, l = 90 см)

№ досліду

h, м

F1, H

А1 = F1h, Дж

l, м

F2, H

А2 = F2l, Дж

, A

1

0,25

1,1

0,275

1

0,25

0,3

92

2

0,35

1,1

0,385

1

0,35

0,5

77

3

0,5

1,1

0,550

1

0,45

0,8

69

3. Динамометром виміряйте силу тяжіння що діє на брусок.

4. За формулою А1 = F1h — обчисліть корисну роботу: А1 = 1,1 Н ∙ 0,26 м = 0,286 Дж.

5. Зачепивши брусок динамометром, рівномірно пересувайте брусок угору похилою площиною. Виміряйте силу тяги F2. F2 = 0,5 Н.

6. Обчисліть роботу, яку треба виконати, щоб підняти брусок на висоту h похилою площиною завдовжки l, використавши формулу — А2 = F2l = 0,5 Н ∙ 1 = 0,5 Дж.

7. За формулою обчисліть ККД похилої площини. Результати запишіть у таблицю.

8. Скориставшись «золотим правилом» механіки, визначте, який виграш у силі дає похила площина, якщо не враховувати тертя.

9. Змініть висоту похилої площини й для неї визначте корисну й повну роботу, а також ККД похилої площини.

Висновок: На даній роботі ми навчилися визначати ККД похилої площини, а також переконалися на дослідах у тому, що корисна робота, виконана за допомогою похилої площини, менша від повної.




Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити