Լծակ ֆիզիկայում. Լծակի արդյունավետությունը որոշելու բանաձև. Առաջադրանքի օրինակ

Լծակ ֆիզիկայում. Լծակի արդյունավետությունը որոշելու բանաձև. Առաջադրանքի օրինակ
Լծակ ֆիզիկայում. Լծակի արդյունավետությունը որոշելու բանաձև. Առաջադրանքի օրինակ
Anonim

Ցանկացած մեքենա կամ մեխանիզմ, որը ստեղծվել է մարդու կողմից, նախատեսված է որոշակի օգտակար աշխատանք կատարելու համար: Դա անելու համար էներգիա է պահանջվում: Ծախսված և օգտակար աշխատանքի հարաբերակցության հարցը դիտարկենք լծակի արդյունավետության որոշման օրինակով։

Լծակի մասին

Լծակը ցանկացած պարզ մեխանիզմ է, որը ծառայում է ուժի մեծության և ուղղության փոխակերպմանը: Բաղկացած է գերանից և հենարանից, ընդհանուր դեպքում ունի երկու թեւ։ Զենքերից յուրաքանչյուրի վրա ուժ է գործադրվում։ Երկու ուժերն էլ հակված են ուսերը հակառակ ուղղություններով շրջել: Հետևաբար, նրանցից մեկը միշտ աշխատում է մյուսի դեմ։

Գործող ուժերը լծակի վրա
Գործող ուժերը լծակի վրա

Լծակը թույլ է տալիս հաղթել ճանապարհին կամ ուժով, մինչդեռ կորուստ կլինի համապատասխանաբար ուժով կամ ճանապարհին։ Հիմնական լծակի բանաձևը, որը նկարագրում է նրա ուսերի հավասարակշռությունը, տրված է ստորև՝

F/R=dR/dF.

Այստեղ F ուժը աշխատում է R բեռի քաշի դեմ՝ ազդելով dF երկարությամբ ուսի վրա: Բեռը գտնվում է ուսի վրա, որի երկարությունը dR է: Բանաձևն արտացոլում է հակադարձ համեմատականությունը ուժերի և ուսերի հարաբերակցության միջև։

Հաջորդ պահին. Երբ ուսերը սկսվում ենշարժվել, նրանցից մեկը բարձրանում է մինչև h1 բարձրությունը, իսկ մյուսն ընկնում է մինչև h2 բարձրությունը: Քանի որ ուսերի պտտման անկյունը նույնն է լինելու, ապա այլ ուժերի բացակայության դեպքում վերը նշված բանաձևը կարելի է վերաշարադրել հետևյալ կերպ.

F/R=h1/h2.

Այնուհետև այս բանաձևը կօգտագործվի լծակի արդյունավետությունը որոշելու համար:

Պարզ մեխանիզմի արդյունավետություն

Օգտագործելով լծակ
Օգտագործելով լծակ

Հիշեք, որ ֆիզիկայում աշխատանքը արժեք է, որը հավասար է ուժի արտադրյալին և այն ուղու, որի ընթացքում այն գործել է:

A=Fl.

Ցանկացած մեխանիզմի արդյունավետությունը բնութագրում է դրա աշխատանքի արդյունավետությունը։ Դուք կարող եք այն հաշվարկել՝ օգտագործելով այս բանաձևը՝

արդյունավետություն=Ap/Az100%.

Այնտեղ, որտեղ Ap-ը մեխանիզմի կատարած օգտակար աշխատանքն է, Az-ն այն աշխատանքն է, որը պետք է ծախսվեր:

Մարդկությունը պատմության ընթացքում փորձել է ստեղծել մեխանիզմներ, որոնցում Az=Ap, բայց ոչ ոք դեռ չի հասել այս հավասարությանը: Ծախսված աշխատանքը միշտ մեծ է Ap արժեքից։

Օգտագործելով նախորդ պարբերությունում ստացված լծակի բանաձևը՝ կարող ենք գրել լծակի արդյունավետությունը որոշելու բանաձևը՝

Ap=Rh1; Ah=Fh2;

արդյունավետություն=Ap/Az 100%=Rh1 /(Fh2)100%.

Եթե հաշվի առնենք լծակի համապատասխան արտահայտությունը, կարող է թվալ, որ դրա արդյունավետությունը հավասար կլինի 100%-ի: Սակայն դա այդպես չէ, քանի որ առանցքի մեջ միշտ շփում կառոտացիա և օդի շփում: Այս պրոցեսների արդյունքում ծախսված աշխատանքը մասամբ ծախսվում է շրջակա միջավայրի և լծակի մասերի տաքացման վրա, ուստի մեխանիզմի արդյունավետությունը միշտ 100%-ից պակաս է։։

Արդյունավետությունը որոշելու խնդիր

Ենթադրենք, որ F=18 N լծակի վրա կիրառված ուժը հանգեցրել է 3 կգ կշռող բեռի 0,3 մետր բարձրության բարձրացմանը: Հաշվի առնելով, որ F ուժի կիրառման ուսը իջել է 0,6 մետրով, հաշվարկեք լծակի արդյունավետությունը։

Հաշվե՛ք օգտակար և ծախսված աշխատանքը՝

Ap=Rh1=mgh1=39,810,3=8,829 J;

Աз=Fh2=180.6=10.8 Ջ.

Ինչպես տեսնում եք, Az > Ap: Լծակի արդյունավետությունը՝

Արդյունավետություն=Ap/Az100%=8, 829/10, 8100%=81, 75 %.

Արդյունավետության այս արժեքը կարելի է բարձրացնել՝ լծակի պտտման առանցքին քսելով:

Խորհուրդ ենք տալիս:

Խմբագրի ընտրությունը

Silane Guard - հեղուկ ապակի. ակնարկներ և կիրառման եղանակ

SAU «Hyacinth». Ինքնագնաց հրետանային տեղադրում 2S5 «Hyacinth»՝ բնութագրեր և լուսանկարներ

Մետաղների ձուլում. գործընթաց, մեթոդներ, մեթոդներ

Յարոսլավլի և տարածաշրջանի խոշոր գործարանները

Հիմնական ավտոբուս՝ նկարագրություն, տեսակներ և սարք, հավելված

Մասնագիտություն մեղվապահ կամ մեղվապահ

Ի՞նչ եզրագծեր գնել: Ապրանքանիշի ակնարկ

Վարունգի սերմերի պատրաստում հողում, տնկիների համար, ջերմոցում տնկելու համար

Կորնելիուս Վանդերբիլտ. լուսանկար, կենսագրություն, մեջբերումներ, ասացվածքներ

Մանրացված քարի խտությունը՝ խիճ, գրանիտ, կրաքար և խարամ։ Մանրացված քարի զանգվածային խտությունը՝ գործակից, ԳՕՍՏ և սահմանում

Տափակ ջեռուցման տարրերի արտադրություն. Ինքնուրույն տաքացնող հարթ տարր

Ինչպես է աշխատում Visa վճարային համակարգը: Visa և Mastercard վճարային համակարգեր

Դիզելային սուզանավեր. ստեղծման պատմություն, նավակների նախագծեր, շահագործման սկզբունք, առավելություններ, թերություններ և զարգացման փուլեր

Ռադիոյի շուկա Միտինոյում՝ հասցեն, բացման ժամերը

Մսամթերքի վերամշակման ամենամեծ գործարանները Ռուսաստանում