Лост във физиката. Формула за определяне на ефективността на лост. Пример за задача

Лост във физиката. Формула за определяне на ефективността на лост. Пример за задача
Лост във физиката. Формула за определяне на ефективността на лост. Пример за задача
Anonim

Всяка машина или механизъм, създаден от човека, е предназначен да върши някаква полезна работа. Необходима е енергия, за да се направи. Нека разгледаме въпроса за съотношението на изразходваната и полезна работа на примера за определяне на ефективността на лоста.

Относно лоста

Лостът е всеки прост механизъм, който служи за трансформиране на силата по големина и посока. Състои се от греда и опора, в общия случай има две рамена. Върху всяка от ръцете се прилага сила. И двете сили са склонни да обръщат раменете в противоположни посоки. Следователно единият от тях винаги работи срещу другия.

Действащи сили върху лоста
Действащи сили върху лоста

Лостът ви позволява да печелите по пътя или по сила, докато ще има загуба в сила или съответно по пътя. Основната формула на лоста, която описва баланса на раменете му, е дадена по-долу:

F/R=dR/dF.

Тук силата F работи срещу тежестта на товара R, действаща върху рамо с дължина dF. Товарът е върху рамо с дължина dR. Формулата отразява обратната пропорционалност между съотношението на силите и раменете.

Следващият момент. Когато раменете започватпреместване, единият от тях се издига на височина h1, докато другият пада на височина h2. Тъй като ъгълът на завъртане на раменете ще бъде един и същ, тогава, при липса на други сили, формулата по-горе може да бъде пренаписана, както следва:

F/R=h1/h2.

По-нататък тази формула ще се използва за определяне на ефективността на лоста.

Ефективност на прост механизъм

Използване на лоста
Използване на лоста

Припомнете си, че работата във физиката е стойност, равна на произведението на силата и пътя, по време на който е действала:

A=Fl.

Ефективността на всеки механизъм характеризира ефективността на неговата работа. Можете да го изчислите по следната формула:

Ефективност=Ap/Az100%.

Където Ap е полезна работа, извършена от механизма, Az е работата, която трябваше да бъде изразходвана.

Човечеството през цялата история се опитва да създаде механизми, в които Az=Ap, но никой все още не е постигнал това равенство, успява. Извършената работа винаги е по-голяма от стойността Ap.

Използвайки формулата за лоста, получена в предишния параграф, можем да напишем формулата за определяне на ефективността на лоста:

Ap=Rh1; Ah=Fh2;

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

Ако вземем предвид съответния израз за лоста, може да изглежда, че ефективността за него ще бъде равна на 100%. Това обаче не е така, тъй като винаги има триене в оставъртене и въздушно триене. В резултат на тези процеси изразходваната работа се изразходва частично за нагряване на околната среда и части от лоста, така че ефективността на механизма винаги е под 100%.

Проблем за определяне на ефективността

Да приемем, че силата, приложена към лоста F=18 N, е довела до повдигане на товар с тегло 3 kg на височина 0,3 метра. Като вземете предвид, че рамото на прилагането на силата F е спаднало с 0,6 метра, изчислете ефективността на лоста.

Изчислете полезна и изразходвана работа:

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

Аз=Fh2=180.6=10.8 J.

Както можете да видите, Az > Ap. Ефективността на лоста е:

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

Тази стойност на ефективността може да се увеличи чрез прилагане на лубрикант върху оста на въртене на лоста.

Препоръчано:

Избор на редакторите

Коефициент на концентрация на дълга. Оптимална балансова структура

Червена степна порода крави: характеристики, снимки, особености на развъждане

Въглеродно-амониеви соли: описание, състав, обхват

Кучински юбилейни пилета. Пилешко месо. Яйчни породи пилета

Адлерски сребърни кокошки. Отглеждане и отглеждане

Данъкът върху къщите. Изчисляване на данък върху недвижимите имоти за физически лица

Колко рубли в гривна? Правилна валутна котировка

Как да конвертирате рубли в гривни? Характеристики на обмена на руски пари за украински и обратно

Каква е разликата между Visa и Mastercard и какво е по-добре да изберете?

Конвертиране на валута - какво е това?

Патешки огън (червена патица) как изглежда? Огар патица: снимка

Фабрика Trinity. Текстилната индустрия в Русия

Етилов алкохол ректифициран. Етилов алкохол - приложение. Производство на етилов алкохол

Магомедов Зиявудин Гаджиевич, предприемач: биография, личен живот, наказателно преследване

Задълженията на бармана. Основни отговорности на бармана