Теория:
При использовании механизмов всегда совершается работа, превышающая работу, которая необходима для достижения поставленной цели, поэтому различают полную (или затраченную) работу — и полезную работу — .
Например, необходимо поднять груз массой \(m\) на высоту \(h.\)
В этом случае полезная работа затрачивается на преодоление силы тяжести, действующей на груз.
При равномерном подъёме груза эта работа может быть найдена следующим образом:
.
Если для подъёма груза применяют блок или какой-либо другой механизм, то,
кроме силы тяжести груза, приходится преодолевать ещё и силу тяжести частей механизма, а также действующую в механизме силу трения.
Более того, выигрывая в силе, всегда проигрывают в пути, что также влияет на работу.
Всё это приводит к тому, что совершённая с помощью механизма затрачиваемая (полная) работа всегда несколько больше полезной работы:
или .
Сокращённо коэффициент полезного действия обозначается КПД:
Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма.
.
Обычно КПД выражают в процентах и обозначают греческой буквой «эта» — :
Чтобы найти КПД механизма, надо полезную работу разделить на работу, которая была затрачена при использовании данного механизма.
.
Конструируя механизмы, стремятся увеличить их КПД. Для этого уменьшают трение в осях механизмов и их вес.
Обрати внимание!
КПД любого механизма всегда меньше \(100%\).
Источники:
Громов С.В. Физика: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учреждений/ Громов С. В., Родина Н. А. — 4-е изд.— М.: Просвещение, 2002.— 158 с.: ил.
Пёрышкин А. В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. — 13-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2009. — 192 с.: ил.
Пёрышкин А. В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. — 13-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2009. — 192 с.: ил.