Фізика 7 клас збірник задач - 2016

МЕХАНІЧНА РОБОТА ТА ЕНЕРГІЯ

24. Коефіцієнт корисної дії

Рівняння наліво — те ж саме,

що рівняння направо, з тією різницею,

що все робиться якраз навпаки.

О. Дюма

Приклад розв'язання задачі

Піднімаючи вантаж за допомогою деякого важеля, робітник виграє в силі у 5 разів, але програє у шляху в 7 разів. Яким є ККД цього блока?

Розв’язання

Позначимо модуль прикладеної робітником сили F, шлях точки прикладання сили s, вагу вантажу Р, а пройдений вантажем шлях h. Виконана робота Авик = Fs, а корисна робота Акор = Ph. За умовою F = 1/5Р, s = 7h. Отже, ККД важеля:

Відповідь: 71 %.

Усна розминка

24.1. Чому під час використання механізмів для піднімання вантажів корисна робота не дорівнює повній?

24.2. У чому відмінність корисної роботи від повної?

24.3. Чи може коефіцієнт корисної дії машин або механізмів досягати або перевищувати 100 %? Чому?

24.4. Чи можна отримати виграш у роботі, використовуючи нерухомий блок; рухомий блок?

24.5. За допомогою похилої площини піднімають вантаж на деяку висоту. ККД похилої площини дорівнює 75 %. Що це означає?

24.6. Як можна збільшити ККД? Наведіть приклади.

Перший рівень

24.7. Яким є ККД механізму, якщо корисна робота становить одну четверту від виконаної; одну третину від виконаної; дві третини від виконаної?

24.8. За допомогою важеля підняли вантаж масою 4 кг на 120 см. При цьому сила, прикладена до довгого кінця важеля, виконала роботу 60 Дж. Яким є ККД важеля?

24.9. Рівномірно піднімаючи вантаж вагою 100 Н за допомогою незмащеного нерухомого блока, робітник прикладає силу 150 Н. Яким є ККД механізму?

24.10. Вантаж піднімають за допомогою нерухомого блоку, прикладаючи силу 300 Н. Якою є маса вантажу, якщо ККД становить 70 %?

24.11. За допомогою важеля підняли вантаж масою 150 кг на 1 м. При цьому сила, прикладена до довгого кінця важеля, виконала роботу 2 кДж. Яким є ККД важеля?

Другий рівень

24.12. Використовуючи однакові блоки, можна підняти вантаж Р на одну й ту саму висоту (див. рисунки). Чи однакові ККД установок? Обґрунтуйте свою відповідь.

24.13. Запропонуйте прості механізми, які дають змогу отримати виграш у силі в 4 рази; у 8 разів; у 12 разів.

24.14. За допомогою рухомого блока піднімають вантаж масою 80 кг, прикладаючи до вільного кінця мотузки силу 500 Н. Визначте ККД блока.

24.15. Вантаж рівномірно піднімають за допомогою нерухомого блока, прикладаючи силу 300 Н. Якою є маса вантажу, якщо ККД становить 70 %?

24.16. Рівномірно піднімаючи вантаж вагою 100 Н за допомогою рухомого блока, робітник прикладає силу 70 Н. Який ККД цього блока?

24.17. Під час використання деякої системи блоків отримують виграш у силі в 5 разів, а програш у переміщенні — у 8 разів. Яким є ККД цієї системи блоків?

Третій рівень

24.18. Як змінюється ККД механізму в разі зменшення сили тертя?

24.19. Як можна збільшити ККД нерухомого блока?

24.20. Як можна збільшити ККД рухомого блока; системи блоків?

24.21. Вантаж масою 245 кг за допомогою важеля рівномірно підняли на висоту 6 см. При цьому до довгого плеча важеля було прикладено силу 500 Н, а точка прикладання сили опустилася на 30 см. Обчисліть ККД важеля.

24.22. Чому дорівнює ККД гідравлічної машини, якщо для рівномірного піднімання вантажу масою 1,2 т необхідно прикласти до меншого поршня силу 160 Н? Площі поршнів дорівнюють відповідно 5 см2 і 500 см2.

24.23. Кінець ручки домкрата опускається за один хід на 20 см. Скільки ходів треба зробити, щоб, прикладаючи до кінця ручки вертикальну силу 150 Н, підняти автомобіль масою 3 т на 25 см? ККД домкрата 50 %.

24.24. Вантаж масою 12 кг піднімають один раз за допомогою нерухомого блока, а другий раз — за допомогою рухомого. Маса кожного блока 3 кг. Визначте ККД у кожному випадку. Тертям у блоках можна знехтувати. Чи є в умові завдання зайві дані?

24.25. Вантаж піднімають за допомогою системи блоків, зображеної на рисунку. ККД кожного блока 90 %. Яким є ККД системи блоків?





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