ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ПРИ ПОДЪЕМЕ
ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ
Цель работы: Убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
Приборы и материалы: Доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой (рис. 206).
При выполнении данной работы нам необходимо вспомнить «золотое правило» механики. А именно, работа по равномерному перемещению тела по наклонной плоскости без трения на высоту h равна работе, совершенной при подъеме тела на высоту h по вертикали. При подъеме по вертикали на высоту h, как мы уже знаем, полезная работа равна: Аn = mgh. При подъеме по плоскости работа равна: А3 = Fl, где F- сила с которой груз поднимается равномерно, 1 — пройденный телом пугь, А, — затраченная работа. В идеальном случае, когда нет силы трения, затраченная работа равна полезной работе. Но, так как таких условий создать нельзя, и сила трения всегда возникает, то полезная работа всегда меньше затраченной. Найдем коэффициент полезного действия наклонной плоскости, выразив его в процентах:
n = КПД • 100% = АП/А3 • 100%
Расчетная часть:
Ап = 0,3*2 = 0,6 Н
А3= 0,9-1,2= 1,08 Дж
n = Ап/Аз * 100% = 0,6/1,08 • 100% = 83%
h, м - Р, Н - Ап, Дж - S, м - F, Н - Аз, Дж - N=Ап/Аз* 100%
0,3 2 0,6 0,9 1,2 1,08 83
Дополнительное задание:
Воспользуемся уже знакомым нам «золотым правилом» механики:
Ап = Аз => Р *h= F*l=> Р/F = j/h = 0,9/0,3 = 3
Наклонная плоскость в отсутствии трения дала бы выигрыш в силе в 3 раза.