Фізика. 7 клас. Головко
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
Лабораторна робота № 12. Визначення ККД похилої площини
Мета роботи. Переконатися, що корисна робота менша від витраченої; навчитися визначати коефіцієнт корисної дії простого механізму.
Прилади і матеріали: дошка, динамометр, лінійка, брусок, штатив з лапкою.
Теоретичні відомості
Коефіцієнт корисної дії (ККД) - це фізична величина, що показує ефективність роботи механізму. ККД чисельно дорівнює відношенню корисної роботи до витраченої (повної) роботи:
Корисною називають роботу, для виконання якої застосовують пристрій, наприклад, робота для підйому вантажів. Виконана, або повна, робота - це та робота, яку необхідно виконати під час користування простим механізмом. Витрачена робота завжди більша за корисну, тому що частина роботи (енергії) витрачається на подолання сил тертя і на переміщення окремих частин механізму (важеля, блока тощо).
Для похилої площини корисна робота - це робота, яка виконується при підійманні тіла вгору по вертикалі. Вона дорівнює добутку сили тяжіння на висоту похилої площини Ак = Fтяжh, де Fтяж = mg, тобто Ак = mgh, m - маса тіла, g - стале число (g = 9,8 Н/кг), h - висота похилої площини. На ту саму висоту можна підняти тіло, рухаючи його по похилій площині. Робота, яку необхідно виконати для переміщення тіла вздовж похилої площини, дорівнює добутку сили F, яку докладаємо під час руху тіла вздовж цієї площини, на довжину похилої площини l: Ав = Fl.
Правила техніки безпеки: обережно поводьтеся з приладами, не допускайте їх падіння і руйнування; обережно працюйте з динамометром, не перевантажуйте його.
Хід роботи
1. Установіть дошку похило у штативі.
2. Виміряйте висоту і довжину похилої площини.
3. Підвісьте до динамометра брусок та тягарці. Визначте сумарну вагу бруска і тягарців, тобто вагу вантажу, який переміщується вздовж похилої площини, Р = Fтяж та корисну роботу Ак = Fтяж • h.
4. Визначте силу, з якою тіло переміщують по похилій площині F.
5. Обчисліть витрачену роботу за формулою Ав = Fl.
6. Обчисліть коефіцієнт корисної дії за формулою
7. Повторіть досліди, змінюючи висоту похилої площини.
8. Знайдіть для кожного випадку коефіцієнт корисної дії.
9. Результати вимірювань і обчислень занесіть у таблицю:
Таблиця
|
№ досліду |
Висота похилої площини h, м |
Вага вантажу Р, Н |
Корисна робота Ак, Дж |
Довжина похилої площини l, м |
Сила тяги F, Н |
Витрачена робота Ав, Дж |
Коефіцієнт корисної дії η, % |
Додаткове завдання
Знайдіть ККД, змінивши кут нахилу похилої площини, зробіть висновок про залежність ККД похилої площини від кута її нахилу.
Контрольні запитання
- 1. Що таке похила площина?
- 2. Що називають коефіцієнтом корисної дії механізму?
- 3. Які одиниці вимірювання ККД?
- 4. Як знайти ККД похилої площини?
- 5. Чому корисна робота менша за витрачену?
- 6. Яке значення може мати ККД?
