Фізика. 7 клас. Шут

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 41. Коефіцієнт корисної дії механізму

У реальних умовах на величину виконаної роботи впливають тертя та характеристики і рух самих механізмів

Повна і корисна робота. Розглядаючи дію таких механізмів, як важіль або блок, ми не враховували тертя, а також вагу самих важеля або блока. Тому при виконанні роботи будь-яким механізмом розрізняють корисну і повну роботу.

Корисна робота (Ак) — це робота, для виконання якої використовується механізм. Наприклад, корисна робота підйомного крану — це робота по підйому вантажу.

Але поряд з корисною роботою усі механізми одночасно виконують роботу проти сил тертя та по переміщенню самого механізму або окремих його частин (наприклад, піднімання лома або тачки, мотузки у блоці або самого блока, якщо він рухомий).

Отже, крім корисної є ще й повна робота. Повна (затрачена) робота (Аn) включає корисну роботу та роботу, що витрачається додатково у процесі використання механізму. Повна (затрачена) робота завжди більша за корисну.

При роботі будь-якого механізму корисна робота Ак, яку виконує цей механізм, завжди становить лише частину повної (затраченої) роботи Аn:

Коефіцієнт корисної дії. Важливою кількісною характеристикою ефективності дії будь-якого механізму є його коефіцієнт корисної дії (скорочено ККД).

Кожний механізм виконує корисну і повну роботу

Коефіцієнтом корисної дії механізму називають відношення корисної роботи Ак до повної (затраченої) роботи Аn:

ККД є безрозмірною величиною

Важливим завданням сучасної техніки є створення таких машин і механізмів, ККД яких наближується до одиниці

ККД будь-якого механізму або машини завжди менший за одиницю. Тому конструктори працюють над підвищенням ККД різних машин і механізмів. Для цього зменшують тертя, використовують спеціальні матеріали та мастила, підшипники тощо.

Подумайте і дайте відповідь

  • 1. Яку роботу вважають корисною; повною?
  • 2. Чи може корисна робота бути більша за затрачену (повну)?
  • 3. Що таке ККД механізму?
  • 4. Як визначають ККД? В яких одиницях його виражають?
  • 5.* Чому ККД не може дорівнювати одиниці або бути більшим за одиницю (100%)?
  • 6. Якими засобами можна збільшити ККД механізму?

Розв’яжіть задачі та оцініть результати

Вправа 41.

  • 1. За допомогою нерухомого блока піднімають відро з піском масою 22 кг на висоту 5 м. Сила, яку людина прикладає до мотузки, дорівнює 240 Н, а відстань, пройдена кінцем мотузки, за який тягне людина — 5 м. Визначте ККД цього блока.
  • 2.* Підйомник, який приводиться в рух двигуном потужністю 200 кВт, піднімає 180 т землі на висоту 100 м за 25 хв. Який ККД підйомника?
  • 3. Запропонуйте метод збільшення ККД нерухомого і рухомого блоків.