Номер 2, страница 217 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. Как определяется коэффициент полезного действия механизмов или машин?

2. Как определяется коэффициент полезного действия механизмов или машин?

Коэффициент полезного действия (сокращенно КПД) — это физическая величина, которая показывает эффективность работы механизма или машины. Она характеризует, какая часть всей затраченной (подведенной) энергии или работы преобразуется в полезную работу, то есть в ту работу, для выполнения которой и предназначен механизм.

В любом реальном механизме часть затраченной работы расходуется на преодоление сил трения в его частях, сопротивления воздуха и т.д. Эта часть работы не является полезной и превращается в основном во внутреннюю энергию (тепло), вызывая нагрев механизма и окружающей среды. Из-за этих неизбежных потерь полезная работа $A_п$, совершаемая механизмом, всегда меньше полной (затраченной) работы $A_з$.

Коэффициент полезного действия, который обозначается греческой буквой $η$ (эта), определяется как отношение полезной работы $A_п$ к полной (затраченной) работе $A_з$.

Математически это выражается формулой:

$η = \frac{A_п}{A_з}$

Для удобства КПД часто выражают в процентах. Для этого полученное безразмерное значение умножают на 100%:

$η = \frac{A_п}{A_з} \cdot 100\%$

Здесь:

$A_п$ – полезная работа (например, работа по подъему груза на определенную высоту).

$A_з$ – полная (затраченная) работа (например, работа, которую совершает человек или двигатель, приводя механизм в действие).

Поскольку мощность $P$ — это работа $A$, совершаемая в единицу времени $t$ ($P = A/t$), КПД также можно определить через отношение полезной мощности $P_п$ к полной (затраченной) мощности $P_з$:

$η = \frac{P_п}{P_з}$ или $η = \frac{P_п}{P_з} \cdot 100\%$

Здесь:

$P_п$ – полезная мощность (мощность, идущая на совершение полезной работы).

$P_з$ – полная (затраченная) мощность (мощность, потребляемая машиной от источника энергии).

Так как $A_п < A_з$ (и, соответственно, $P_п < P_з$), КПД любого реального механизма всегда меньше 1 (или 100%).

Ответ: Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной работы $A_п$ к полной (затраченной) работе $A_з$. Его также можно найти как отношение полезной мощности $P_п$ к полной (затраченной) мощности $P_з$. Расчетные формулы: $η = \frac{A_п}{A_з}$ или $η = \frac{P_п}{P_з}$. Результат обычно выражают в процентах, умножая полученное значение на 100%.