Подготовка к работе, страница 52 - гдз по физике 7 класс тетрадь для лабораторных работ Филонович, Петрова

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

Цель работы: ________

Приборы и материалы: ________

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Повторите по учебнику темы «Коэффициент полезного действия механизма», «Равенство работ при использовании простых механизмов. „Золотое правило“ механики».

Ответьте на вопросы

1. Чему равна работа, совершаемая при равномерном подъёме тела вверх по вертикали?

2. Чему равна работа, совершаемая при подъёме тела по наклонной плоскости?

3. Что называется коэффициентом полезного действия механизма?

4. Почему совершённая с помощью механизма полная работа отличается от полезной?

Ожидаемые результаты (Каким будет значение полезной работы, выполненной с помощью простого механизма, в сравнении с полной?)

1. Работа, совершаемая при равномерном подъёме тела по вертикали, называется полезной работой. Она вычисляется как произведение силы тяжести (веса) тела $\text{P}$ на высоту подъёма $\text{h}$. Сила тяжести равна $P = mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Таким образом, формула для полезной работы: $A_{полезная} = P \cdot h = mgh$.

Ответ: Работа, совершаемая при равномерном подъёме тела вверх по вертикали, равна произведению его веса на высоту подъёма, то есть $A_{полезная} = mgh$.

2. Работа, совершаемая при подъёме тела по наклонной плоскости, называется полной или затраченной работой. Она равна произведению силы тяги $F_{тяги}$, приложенной для перемещения тела, на пройденный путь, который в данном случае равен длине наклонной плоскости $\text{l}$. Формула для полной работы: $A_{полная} = F_{тяги} \cdot l$.

Ответ: Работа, совершаемая при подъёме тела по наклонной плоскости, равна произведению силы тяги, приложенной к телу, на длину наклонной плоскости: $A_{полная} = F_{тяги} \cdot l$.

3. Коэффициентом полезного действия (КПД) механизма называется физическая величина, которая показывает, какую долю составляет полезная работа от всей затраченной (полной) работы. КПД обозначается греческой буквой $\eta$ (эта) и вычисляется как отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной работе $A_{полная}$. КПД является безразмерной величиной, но его часто выражают в процентах, умножая результат на 100%.

Ответ: Коэффициентом полезного действия механизма называется отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной (затраченной) работе $A_{полная}$: $\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{полная}}$.

4. В любом реальном механизме часть затраченной энергии расходуется на преодоление сил сопротивления, например, силы трения между движущимися частями или между телом и поверхностью. Поэтому полная работа $A_{полная}$, совершаемая с помощью механизма, всегда больше полезной работы $A_{полезная}$, которая идёт непосредственно на достижение цели (например, подъём груза). Разница между полной и полезной работой — это работа, совершаемая против сил трения и других сил сопротивления ($A_{трения}$), которая обычно переходит во внутреннюю энергию (тепло). Таким образом, $A_{полная} = A_{полезная} + A_{трения}$. Поскольку работа против сил трения всегда положительна ($A_{трения} > 0$), полная работа всегда больше полезной.

Ответ: Совершённая с помощью механизма полная работа отличается от полезной, потому что часть работы тратится на преодоление сил трения и других сил сопротивления, существующих в любом реальном механизме.