ЛР 12. Визначення ККД простого механізму

          Мета роботи: навчитися визначати ККД похилої площини; переконатися на досліді в справедливості "золотого правила" механіки; дослідити, чи впливає на значення ККД похилої площини кут нахилу похилої площини.

Обладнання: похила площина, штатив з муфтою і лапкою, дерев’яний брусок, лінійка, динамометр.

Правила техніки безпеки: користуючись динамометром, не розтягуйте пружину руками. Не перевантажуйте пружину динамометра більшим навантаженням, ніж допустиме. Не допускайте падіння тіл (брусків) і важків при їх зважуванні динамометром.

 

Теоретичні відомості

Використання похилої площини дає виграш у силі в стільки ж разів, у скільки разів довжина похилої площини більша за її висоту ( і в стільки ж разів дає програш у переміщенні):

де F – сила, Р – вага тіла, h – висота похилої площини, l – її довжина.

«Золоте правило механіки»: завдяки використанню простих механізмів ми або виграємо в силі у стільки разів, у скільки програємо в переміщені, або виграємо в переміщені у стільки разів, у скільки разів програємо в силі. Це правило справедливе лише у випадку коли сила тертя відсутня і є одним із проявів закону збереження енергії в природі.

Застосування простих механізмів не дає виграшу в роботі. Характеристикою ефективності застосування таких механізмів є коефіціє нткорисної дії, який дорівнює: 

  де А_кор– корисна робота, а А – повна механічна робота.

Виконання роботи

1.                Закріпіть похилу площину за допомогою штатива з муфтою і лапкою під деяким кутом до горизонту, як показано на фотографії.

2.        Виміряйте на яку висоту відносно поверхні піднято один із кінців похилої площини h та довжину похилої площини l. Виміряні значення фізичних величин занесіть у таблицю.

№ досліду	Висота похилої площини h, м	Довжина похилої площини l, м	Сила тяжіння F1, Н	Корисна робота Акор, Дж	Сила тяги F2, Н	Повна робота А, Дж	ККД  η, %
1
2
3

3.                За допомогою динамометра визначне, яка сила тяжіння діє на брусок і важок  F₁.

4.                Обчисліть корисну роботу, яку потрібно виконати піднімаючи брусок на висоту h, за формулою A_кор=F₁h.

5.                За допомогою динамометра намагайтеся рівномірно тягнути брусок вздовж похилої площини вгору, зафіксуйте середнє значення прикладеної сили (сили тяги ) F₂.

6.                Обчисліть повну механічну роботу, яку потрібно виконати, щоб протягнути брусок вздовж всієї похилої площини за формулою A=F₂l.

7.                Обчисліть коефіцієнт корисної дії похилої площини за формулою . Отримані результати обчислень занесіть у таблицю.

8.                Змініть кут нахилу похилої площини до поверхні і для цього випадку виконайте завдання пунктів 5-7.