Номер 18, страница 90 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Простые механизмы. «Золотое правило» механики. Выполняем тест - номер 18, страница 90.

Условие.

18. Увеличить КПД можно:

1) за счёт уменьшения веса рычага, подвижного блока, верёвок

2) за счёт уменьшения трения между деталями механизма

3) за счёт уменьшения трения между механизмом и грузом

4) используя все варианты

Решение.

Решение

Коэффициент полезного действия (КПД) любого механизма определяется как отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной (затраченной) работе $A_{затраченная}$:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \times 100\%$

Полная работа, в свою очередь, складывается из полезной работы и работы, затраченной на преодоление сил сопротивления (потерь), таких как сила трения, а также на перемещение частей самого механизма:

$A_{затраченная} = A_{полезная} + A_{потери}$

Следовательно, для увеличения КПД необходимо уменьшить потери, то есть уменьшить $A_{потери}$. Рассмотрим предложенные варианты с этой точки зрения.

1. за счёт уменьшения веса рычага, подвижного блока, верёвок

При использовании простых механизмов, таких как рычаг или система блоков, часть затраченной работы идёт на подъём или перемещение самих частей этого механизма (например, подвижного блока и верёвок). Эта работа является частью потерь. Уменьшая вес этих деталей, мы уменьшаем работу, необходимую для их перемещения, что приводит к снижению общих потерь и, как следствие, к увеличению КПД. Таким образом, этот способ позволяет увеличить КПД.

2. за счёт уменьшения трения между деталями механизма

Трение в осях блоков, в точке опоры рычага и между другими движущимися частями механизма — это одна из основных причин потерь энергии. Работа, совершаемая для преодоления силы трения, переходит в тепловую энергию и не является полезной. Уменьшение трения (например, с помощью смазки) напрямую снижает $A_{потери}$, что ведёт к увеличению КПД. Этот способ также является верным.

3. за счёт уменьшения трения между механизмом и грузом

В некоторых случаях (например, при перемещении груза по наклонной плоскости, которая сама является простым механизмом) возникает трение между грузом и поверхностью механизма. Работа против этой силы трения также относится к потерям. Уменьшение этого трения приведёт к уменьшению затрачиваемой работы для совершения той же полезной работы, то есть к увеличению КПД. Этот способ также корректен.

4. используя все варианты

Поскольку все три вышеперечисленных способа ведут к уменьшению потерь работы ($A_{потери}$) и, соответственно, к увеличению КПД механизма, то наиболее полным и верным ответом является тот, который объединяет все эти способы.

Ответ: 4.