Номер 58.1, страница 91 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Работа, мощность, энергия - номер 58.1, страница 91.

Условие.

Задание 58.1. Выберите два правильных утверждения о наклонной плоскости как о простом механизме.

Наклонная плоскость

☐ дает выигрыш и в силе, и в работе

☐ дает выигрыш только в силе

☐ дает выигрыш только в работе

☐ не дает выигрыш ни в силе, ни в работе, но используется для удобства

☐ на практике имеет КПД меньше 1

Решение.

Решение

Проанализируем каждое из предложенных утверждений о наклонной плоскости как о простом механизме, чтобы выбрать два правильных.

1. «даёт выигрыш и в силе, и в работе»

Это утверждение неверно. Согласно «золотому правилу механики», ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе. Выигрывая в силе, мы проигрываем в расстоянии. В идеальном случае (без учёта сил трения) совершённая работа по перемещению тела по наклонной плоскости равна полезной работе, то есть работе по подъёму этого тела на ту же высоту вертикально. $A_{затраченная} = A_{полезная}$.

2. «даёт выигрыш только в силе»

Это утверждение верно. Наклонная плоскость позволяет поднимать тело, прикладывая силу, которая меньше веса этого тела. Для подъёма тела весом $\text{P}$ на высоту $\text{h}$ по наклонной плоскости длиной $\text{l}$ (в идеальном случае) необходимо приложить силу $F = P \cdot \frac{h}{l}$. Так как длина наклонной плоскости $\text{l}$ всегда больше высоты $\text{h}$, то сила $\text{F}$ будет меньше веса $\text{P}$. Таким образом, наклонная плоскость даёт выигрыш в силе, но не в работе.

3. «даёт выигрыш только в работе»

Это утверждение неверно. Как уже было сказано, простые механизмы не дают выигрыша в работе. Это фундаментальный принцип, известный как «золотое правило механики».

4. «не даёт выигрыш ни в силе, ни в работе, но используется для удобства»

Это утверждение неверно. Наклонная плоскость даёт выигрыш в силе. Хотя её использование и может быть более удобным, чем вертикальный подъём, её основная функция как механизма — уменьшение необходимой для подъёма силы.

5. «на практике имеет КПД меньше 1»

Это утверждение верно. В реальных условиях (на практике) всегда присутствует сила трения, которая препятствует движению тела по плоскости. Из-за этого часть затраченной работы идёт на преодоление трения и превращается в теплоту. Следовательно, затраченная работа $A_{затр}$ всегда оказывается больше полезной работы $A_{пол}$. Коэффициент полезного действия (КПД), который рассчитывается по формуле $\eta = \frac{A_{пол}}{A_{затр}} \cdot 100\%$, всегда будет меньше 1 (или 100%).

Таким образом, правильными являются утверждения 2 и 5.

Ответ: даёт выигрыш только в силе; на практике имеет КПД меньше 1.