Номер 2, страница 148, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 85. Коэффициент полезного действия. Вопросы и задания - номер 2, страница 148.

Условие.

2. Как изменится КПД механизма, если уменьшить трение в его узлах?

Решение.

Решение

Коэффициент полезного действия (КПД) является мерой эффективности механизма и определяется как отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной (затраченной) работе $A_{затраченная}$.

Формула для расчета КПД:

$ \eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} $

Затраченная работа всегда больше полезной, так как часть энергии неизбежно теряется на преодоление сил сопротивления, в первую очередь — силы трения в движущихся частях (узлах) механизма. Эти потери энергии можно представить как работу против сил трения $A_{трения}$.

Таким образом, затраченная работа является суммой полезной работы и работы, затраченной на преодоление трения:

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

Подставим это выражение в формулу для КПД:

$ \eta = \frac{A_{полезная}}{A_{полезная} + A_{трения}} $

Из данной формулы видно, что КПД напрямую зависит от величины потерь на трение. Если уменьшить трение в узлах механизма, то работа против сил трения $A_{трения}$ также уменьшится. Уменьшение слагаемого $A_{трения}$ в знаменателе дроби, при неизменной полезной работе $A_{полезная}$, приведет к уменьшению всего знаменателя. Уменьшение знаменателя дроби приводит к увеличению значения самой дроби.

Следовательно, уменьшение трения в узлах механизма приводит к увеличению его КПД, так как меньшая доля затраченной энергии будет расходоваться впустую (превращаться в теплоту).

Ответ: КПД механизма увеличится.