Учащийся, вычисляя КПД наклонной плоскости, получил данные, которые приведены ниже: высота наклонной плоскости длина наклонной плоскости сила тяжести сила тяги полезная работа совершенная работа коэффициент полезного действия h,м l,м Fтяжести, Н Fтяги,Н Aполезн, Дж Aсоверш, Дж КПД,% 0,5 0,8 4 5 Вычислите полезную работу по подъему тела на высоту h (Aполез). [1балл] Определите работу, совершаемую при движении тела по наклонной плоскости (Aсоверш). [1 балл] Определите коэффициент полезного действия наклонной плоскости. [1балл]

Объяснение: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ПРИ ПОДЪЁМЕ ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

Цель работы: Убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с механизма (наклонной плоскости), меньше полной.

Приборы и материалы: Доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой (рис. 206)

Указания к работе:

1.     Повторите по учебнику § 65 «Коэффициент полезного действия механизма».

2.     Определите с динамометра вес бруска.

3.     Закрепите доску в лапке штатива в наклонном положении.

4.     Положите брусок на доску, прикрепив к нему динамометр.

5.     Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной доске.

6.     Измерьте с линейки путь s, который проделал брусок, и высоту наклонной плоскости h.

7.     Измерьте силу тяги F.

8.     Вычислите полезную работу по формуле Ап = Ph, а затраченную — по формуле А3 = Fs.

9.     Определите КПД наклонной плоскости:

Недавно такую решали в классе

При выполнении данной работы 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: Ап = mgh. При подъеме по плоскости работа равна: Аз = Fl, где F- сила с которой груз поднимается равномерно, l — пройденный телом путь, Аз — 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:

Ƞ = КПД • 100% = Aп/Aз • 100%

Расчетная часть:

Ап = 0,3 • 2 = 0,6 Н

Аз = 0,9 • 1,2= 1,08 Дж

Ƞ = Ап/Аз • 100% = 0,6/1,08 • 100% = 83%

нет полезного действия