Физика

Предыдущая страница Физика Следующая страница

Учебник для 7 класса

§ 27.1. КПД простых механизмов

Согласно «золотому правилу» механики никакой механизм не дает выигрыша в работе. А вот некоторого «проигрыша в работе» избежать не удается. Рассмотрим простой пример.

Пусть человек поднимает с помощью неподвижного блока груз весом Р = 200 Н на высоту h = 10 м.

При этом полезная работа — это работа по подъему груза, то есть Апол = Ph = 200 Н · 10 м = 2000 Дж = 2 кДж.

Совершенная же работа — это работа, которую совершает сила, приложенная человеком к свободному концу троса. Если бы трения в блоке не было, то при подъеме груза человек тянул бы трос с силой, равной весу груза (200 Н). Однако из-за трения человеку пришлось тянуть трос с большей силой, например 250 Н. Поднимая груз на 10 м, человек вытянул трос тоже на 10 м. Поэтому совершенная работа Асов = Fh = 250 Н · 10 м = 2500 Дж = 2,5 кДж.

Опыты показывают, что полезная работа всегда меньше совершенной. Одну причину этого мы уже знаем — это трение. Вторая причина состоит в том, что сами механизмы и их части имеют некоторую массу. Например, поднимая груз с помощью подвижного блока, приходится вместе с грузом поднимать и блок, а при этом необходимо совершать «дополнительную» работу.

Отношение полезной работы Апол к совершенной Асов, выраженное в процентах, обозначают η и называют коэффициентом полезного действия (КПД): η = Аполсов · 100%.

Например, для рассмотренного выше неподвижного блока

По указанным выше причинам КПД любого реального механизма меньше 100%.


Рейтинг@Mail.ru