Лабораторная работа №11 ГДЗ 7 класс (2022) (Физика)

Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости
• Цель работы
Убедится на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
• Приборы и материалы
Доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой (рис.206).
• Указания к работе
Чтобы приступить к выполнению данной лабораторной работы, необходимо вспомнить «золотое правило» механики: работа по равномерному перемещению тела по наклонной плоскости без трения на высоту h равна работе, совершенной при подъеме тела на высоту h по вертикали. При подъеме по вертикали на высоту h полезная работа равна Aп = P•h. При подъеме по плоскости затраченная работа равна Aз = F•s. Как показывает практика, полезная работа всегда меньше затраченной, т.к. всегда возникает сила трения.
КПД (коэффициент полезного действия) равен:
? = Ап/Аз*100%
• Вычисления:
Вес бруска P по показаниям динамометра – 3Н.
Сила тяги F по показаниям динамометра – 1.2Н.
Путь, который проделал брусок – 0,9м
Высота наклонной плоскости h – 0,3м
Ап = P•h = 3 • 0,3 = 0,9 Дж
Аз = F•s = 1,2 • 0,9 = 1,08 Дж
? = 0,9/1,08*100% = 83%
Полученные результаты представлены в таблице 14
?
• Дополнительное задание:
В соответствии с «золотым правилом» механики
Ап= Аз = > P•h = F•s = > P/F = s/h = 0,9/0,3 = 3.
Следовательно, наклонная плоскость при отсутствии силы трения дала бы выигрыш в силе в 3 раза.
• Вывод: в ходе данной лабораторной работы мы убедились на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.

Полезная работа при подъёме бруска на высоту $$h$$:

$$A_{\text{п}}=P h$$

Затраченная работа при перемещении по наклонной плоскости:

$$A_{\text{з}}=F s$$

КПД наклонной плоскости:

$$\eta=\frac{A_{\text{п}}}{A_{\text{з}}}\cdot 100\%$$

Переведём данные в СИ и вычислим:

$$ A_{\text{п}}=P h=3\cdot 0{,}3=0{,}9\ \text{Дж} $$

$$ A_{\text{з}}=F s=1{,}2\cdot 0{,}9=1{,}08\ \text{Дж} $$

$$ \eta=\frac{0{,}9}{1{,}08}\cdot 100\%\approx 83\% $$

Дополнительное задание:

По «золотому правилу» механики при отсутствии трения:

$$P h=F s$$

Тогда

$$ \frac{P}{F}=\frac{s}{h}=\frac{0{,}9}{0{,}3}=3 $$

Значит, наклонная плоскость дала бы выигрыш в силе в 3 раза.

Вывод: в ходе работы установлено, что полезная работа меньше затраченной, а КПД наклонной плоскости составляет примерно $$83\%$$.

Ответ

$$A_{\text{п}}=0{,}9\ \text{Дж},\quad A_{\text{з}}=1{,}08\ \text{Дж},\quad \eta\approx 83\%.$$

Без трения наклонная плоскость дала бы выигрыш в силе в 3 раза.