Фізика. 7 клас. Максимович
§ 35. Коефіцієнт корисної дії (ККД) механізмів
Дізнаймося про...
- корисну і повну (виконану) роботу;
- коефіцієнт корисної дії механізмів (ККД).
1. Корисна і виконана робота
За ідеальних умов під час роботи простих механізмів ми не враховували силу тертя, яка виникала, тому робота, яку виконувала прикладена сила, дорівнювала корисній роботі з піднімання вантажу.
На практиці під час роботи будь-якого простого механізму необхідно враховувати вплив сили тертя, який призводить до витрат більшої енергії для виконання роботи. Таку роботу називають повною (виконаною) і позначають Ап. Вона є дещо більшою за корисну роботу, яку позначають Ак.
Розглянемо піднімання тіла вздовж похилої площини (мал. 35.1). Прикладена сила F, яка спрямована вздовж площини, виконує повну роботу:
Aп = Fl,
де l — довжина похилої площини.
Мал. 35.1. Рух тіла по похилій площині
У разі піднімання цього тіла на висоту h виконується корисна робота:
Ак = Ph,
де Р — вага вантажу, a h — висота похилої площини.
Якщо провести експеримент і здійснити математичні розрахунки, то отримаємо: Ак < Ап.
2. Коефіцієнт корисної дії механізмів
Для визначення ефективності механізму треба знати, яку частину повної роботи становить корисна. Для цього вводять коефіцієнт корисної дії (ККД).
Коефіцієнт корисної дії — це фізична величина, яка характеризує механізм і дорівнює відношенню корисної роботи до повної (виконаної):
ККД позначають буквою грецького алфавіту η («ета»). Його часто виражають у відсотках, наприклад η = 60 %, або η = 0,6.
Оскільки корисна робота завжди менша від повної, то ККД будь-якого механізму менший за одиницю.
Поміркуйте і дайте відповідь
Що потрібно зробити, щоб сконструювати простий механізм, ККД якого набуватиме максимально можливого значення?
3. Приклад розв’язування задачі
Задача. За допомогою важеля рівномірно підняли вантаж вагою 2,4 кН на висоту 6 см. При цьому до більшого плеча важеля була прикладена сила 500 Н, а точка прикладання цієї сили опустилася на 30 см. Визначте ККД важеля.
Запам’ятайте
Коефіцієнт корисної дії — це фізична величина, яка характеризує механізм і дорівнює відношенню корисної роботи до повної (виконаної).
Перевірте себе
1. Чи може ККД механізмів бути більшим за 100 %?
2. Який ККД механізму, якщо корисна робота становить чверть повної?
3. По похилій площині піднімають вантаж масою 600 г, прикладаючи до нього силу 2,5 Н, спрямовану вздовж площини. Визначте ККД похилої площини, якщо її довжина дорівнює 30 см, а висота — 10 см.
Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)
|
Повна (виконана) робота |
Input work |
|
Корисна робота |
Useful output |
|
Коефіцієнт корисної дії |
Energy conversion efficiency |
