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

EPS-98 քսուք. կիրառություն, օգտագործման պատճառներ, հատկություններ

Կիրովի հանք. նկարագրություն, պատմություն, լուսանկար

Շարժիչի կառավարման միացում. Եռաֆազ ասինխրոն շարժիչներ squirrel-cage ռոտորով: Սեղմեք կոճակը

Այն ամենախորն է աշխարհում: Դե, որի անունը հնչում է ռուսերեն

Կենտրոնախույս քիմիական պոմպեր. տեսակներ, կիրառություններ և տեսակներ

Ինչպես ճանաչել Varyag հրթիռային հածանավը օվկիանոսում

«Բաստիոն»՝ հայրենի ափերը պաշտպանող հրթիռային համակարգ

Սկադը խարդախ պետությունների և ահաբեկիչների հրթիռ է:

Աշխարհի լավագույն տանկերը՝ ըստ օտարերկրյա դիտորդների

Գիտե՞ք, թե ինչից է պատրաստված շաքարավազը:

Ինչպիսի՞ն կլինեն չորրորդ սերնդի ռուսական միջուկային սուզանավերը

BTR «Բումերանգ»՝ նոր մեքենա ռուսական մոտոհրաձգային հետևակի համար

Այդ վրիժառու ռուսական Սատանայի հրթիռը

«Ծովակալ Կուզնեցով». ավիակիր, թե հածանավ

Արտադրական հզորություն - ինչ է դա: