Номер 2, страница 196 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 58. Коэффициент полезного действия механизма. Глава 4. Работа и мощность. Энергия - номер 2, страница 196.

Условие.

2. Какая информация содержится в значении коэффициента полезного действия?

Решение.

Решение 2.

Полезная и затраченная работа — это две ключевые характеристики любого механизма или процесса, описывающие его с точки зрения преобразования энергии.

Полезная работа ($A_{полезная}$) — это работа, ради совершения которой используется механизм. Это та часть работы, которая идет на преодоление основной силы сопротивления и достижение цели. Например, при подъеме груза с помощью блока полезная работа — это работа по преодолению силы тяжести груза и подъему его на определенную высоту.

Затраченная (или полная) работа ($A_{затраченная}$) — это вся работа, совершаемая приложенной к механизму силой. Она включает в себя не только полезную работу, но и работу, которая совершается для преодоления вредных сил сопротивления, таких как сила трения в частях механизма, сопротивление воздуха, а также работа по перемещению самого механизма.

Основное отличие заключается в том, что затраченная работа всегда больше полезной работы в любом реальном механизме. Разница между ними представляет собой потерянную работу ($A_{потерь}$), которая обычно превращается в теплоту из-за трения.

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

Только в гипотетическом "идеальном" механизме, где отсутствуют трение и другие потери, затраченная работа была бы равна полезной.

Ответ: Полезная работа — это работа, выполняемая для достижения основной цели (например, подъем груза), а затраченная работа — это вся работа, приложенная к механизму, которая включает в себя как полезную работу, так и работу по преодолению сил трения и других потерь. Поэтому затраченная работа всегда больше полезной.

2. Значение коэффициента полезного действия (КПД), обозначаемого греческой буквой эта ($\eta$), содержит информацию об эффективности механизма, машины или любого процесса, связанного с преобразованием энергии.

КПД определяется как отношение полезной работы к полной (затраченной) работе:

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

КПД также можно выразить в процентах, умножив это отношение на 100%:

$\eta = \frac{А_{полезная}}{А_{затраченная}} \cdot 100\%$

Таким образом, значение КПД показывает, какая доля (или какой процент) от всей затраченной энергии (работы) преобразуется в полезную работу, а какая часть теряется.

• Если КПД равен, например, 0,8 или 80%, это означает, что 80% всей затраченной работы пошло на совершение полезного действия, а остальные 20% были потеряны (в основном, преобразовались в тепло из-за трения).
• Чем выше значение КПД, тем эффективнее работает механизм, то есть тем меньше энергии тратится впустую.
• Поскольку в любом реальном механизме существуют потери энергии ($А_{затраченная} > А_{полезная}$), КПД всегда меньше 1 (или 100%). Значение КПД, равное 1, могло бы быть только у идеального механизма без потерь, что на практике невозможно.

Ответ: Значение коэффициента полезного действия (КПД) информирует об эффективности механизма. Оно показывает, какая часть от всей затраченной работы преобразуется в полезную работу, а какая теряется из-за трения и других сопротивлений.