Конспект уроку: Коефіцієнт корисної дії механізмів

Повна і корисна робота

Розглядаючи дію таких простих механізмів як важіль або блок, ми не враховували сили тертя, вагу самого важеля або блока. У цьому випадку робота виконана прикладеною силою (повна робота) дорівнює корисній роботі на піднімання вантажу або подолання опору. На практиці повна робота завжди більша за корисну тому, що треба виконувати якусь частину роботи на подолання сил тертя та на переміщення окремих частин механізму. Так, у випадку блока, треба виконувати роботу на піднімання самого блока, мотузки і на подолання сили тертя у осі блока.

Який б механізм ми не взяли, корисна робота А_к, котру виконує цей механізм, завжди становить частину повної (витраченої) роботи А_п, тобто:

Коефіцієнт корисної дії

Кількісною характеристикою ефективності дії будь якого механізму є його коефіцієнт корисної дії (скорочено ККД).

Коефіцієнтом корисної дії механізму називається співвідношення корисної роботи А_к до повної (тобто затраченої роботи) А_п:

ККД звичайно виражають у відсотках і позначають грецькою літерою ŋ - ”ета":

Конструктори машин прагнуть виготовити пристрій таким, щоб його ККД був якомога ближчим до одиниці. Для даного зменшують тертя, використовують спеціальні матеріали і мастила тощо. У найдосконаліших машинах ККД досягає 0,95 (95%).

1. Чи дає виграш в роботі будь-який простий механізм?

a) Так

b) Ні

2. Чи може ККД простого механізму дорівнювати одиниці?

a) Так

b) Ні

Закріплення знань і вмінь

Задачі з фізики з теми: Коефіцієнт корисної дії механізмів

Приклад:

З допомогою важеля підняли вантаж з масою 150 кг на висоту 0,1 м. При підніманні вантажу до довгого плеча прикладали силу 300 Н. Точка прикладання діючої сили опустилася на висоту 0,55 м. Визначте ККД важеля.

Початковий рівень

Задача 1. На короткому плечі важеля підвішено вантаж масою 100 кг. Для його підіймання до довгого плеча приклали силу 250Н. Вантаж підняли на висоту h1 = 0,08 м, при цьому точка прикладання рухомої сили опустилась на висоту h2 = 0,4 м. Визначити ККД важеля.

Задача 2. До короткого плеча важеля підвішено вантаж вагою 1200 Н. При рівномірному підніманні його на 0,12 м до довшого плеча приклали силу 360Н, при цьому точка прикладання сили перемістилась на 0,5 м. Обчисліть к.к.д. важеля.

Середній рівень

Задача 1. Висота похилої площини становить 1,2 м, а довжина 10,8 м. Для піднімання по цій похилій площині вантажу масою 180 кг виявилась необхідною сила 250 Н. Визначити ККД похилої площини.