Номер 16, страница 90 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Простые механизмы. «Золотое правило» механики. Выполняем тест - номер 16, страница 90.

Условие.

16. С помощью простого механизма была совершена полезная работа $A_1$, а полная работа при этом была равна $A_2$. Определить КПД можно, используя выражение:

1) $A_1 + A_2$

2) $A_2 / A_1$

3) $A_1 / A_2$

4) $A_2 - A_1$

Решение.

Дано:

Полезная работа, совершенная механизмом: $A_1$
Полная работа, совершенная при этом: $A_2$

Найти:

Выражение для определения коэффициента полезного действия (КПД) механизма.

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), является физической величиной, характеризующей эффективность системы (в данном случае, простого механизма) в отношении преобразования или передачи энергии. По определению, КПД равен отношению полезной работы $A_{полезная}$ к полной (или затраченной) работе $A_{полная}$.

Формула для расчета КПД имеет вид:
$\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{полная}}$

Согласно условию задачи:
Полезная работа $A_{полезная} = A_1$
Полная работа $A_{полная} = A_2$

Подставим данные значения в формулу для КПД:
$\eta = \frac{A_1}{A_2}$

Теперь проанализируем предложенные варианты ответов:
1) $A_1 + A_2$ – это сумма работ, которая не имеет физического смысла в контексте определения КПД.
2) $A_2 / A_1$ – это отношение полной работы к полезной, что является величиной, обратной КПД. Так как полезная работа не может превышать полную ($A_1 \le A_2$), это отношение всегда будет больше или равно единице, в то время как КПД не может быть больше единицы (или 100%).
3) $A_1 / A_2$ – это отношение полезной работы к полной, что в точности соответствует определению коэффициента полезного действия.
4) $A_2 - A_1$ – это разность между полной и полезной работой. Эта величина представляет собой потерянную работу, то есть работу, которая пошла на преодоление сил трения или других сопротивлений.

Следовательно, правильным выражением для определения КПД является то, что представлено в варианте 3.

Ответ: 3) $A_1 / A_2$