Физика-7-9-Задачник-Лукашик-2006 (991176), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Трос А будет натянут с силой 100 Н 4 =400 Н. 30. КПД механизмов №785. Вторая система блоков имеет ббльший КПД. В первой системе вместе с грузом приходится поднимать и сам подврскный блок и тратить на это дополнительную энергию. Кроме того подвижный блок совершает большее число оборотов, а, значит, совершается ббльшая работа по преодолению сил трения в оси блока. №786. В данном случае, конечно, стальной лом нельзя счизвть невесомым. А раз так, то в случае а) КПД выше. Ведь в случае б) вместе с грузом приходится поднимать и лом, затрачивая непроизводительно дополнительную знергию.
В случае а) длинное плечо рычага (лома) наоборот уравновешивает часть массы груза и приходится прикладывать меньшую силу Р, чем в случае, если бы рычаг был невесомым. 146 ГК Работа а мощность. Простые механизмы. Энергия №787. Масса стального стержня болыле массы стальной трубы того же ляаметра. Поэтому длинное плечо рычага в случае а) уравновешивает ббльшую часть массы груза, чем в случае б). Поэтому сила Р~ меньше силы Р А так как высота полъема груза одинакова.
то в случае а) совершается меньшая общая работа. Позсзная работа в обоих случаях олинакоаа. Так что в случае а) КПД выше. №788 Решение: | Дано: Р= 1200 Н; Ь, =0,12 м Гз = 360 Н' Из = 0,5 л~ Посчитаем общую н полезную работу, совершаемую при подъеме груза. Полезная работа — это работа собственно по полнятию груза: А, = Р.
Ьг Общая работа — это работа силы Рз; А „, = Гз ° Ьз. По опрслелению КПД равен Р г4 1200 Н 0,12м Г) Ь) 360Н 0,5м При расчетах мы не пренебрегаем весом рычага. Работа по его подъему учитывается через силу Рз. №789. Дано Решение: Вес груза равняется Р=тб=245 кг ° 9,3 м/сз= =2400 Н. Полезная работа по подъему груза Ая =Р 6,=2400 Н 0,06 м=!44 Дж. Общая совершенная при подъеме груза работа равна А =Р Ь =500 Н.О,З м=)50 Дж. КПД рычага находим как отношение полезной работы к обшей, выраженное в пропентах: Аооя .
100% 144 Лж . 100% 96% ~~щ 150 Дж №791. КПД системы с неподвижным блоком выше. В ней при равномерном полъеме груза непроизводительно расходуется энергия №790. У системы 2 КПД выше, так как используется меньшее количество блоков. Из-за наличия трения в оси блоков прихолится непроизводительно затрачивать дополнительную энергию (совершать работу) на преодоление сил трения во время подъема груза. Поэтому общая совершенная рабата у первой системы больше и, следовательно, КПД меньше. !47 Зй /177Д мехаиизмов только на преодоление сил трения в оси блока. В системе с подвюкным блоком кроме повышенного по сравнению с предылущей системой расхода энергии на преодоление сил трения в оси (см. задачу № 785) совершается дополнительная работа по подъему самого блока. Патезная же работа в общих случаях одинакова.
№792 Решение: Ведро с песком весит Р= ел= 24,5 кг ° 9,8 м/ох = 240 Н. Полезная работа по его подъему на высоту Ь составит А„,„= Р Ь. При использовании неподвижного блока лля подъема груза на высоту Ь необходимо протянуп веревку на длину )=Ь. Если к веревке прн этом приклалывается сила Р, то работа, совершенная силой, будет равна А,= Р 1= Р Ь. Это общая затраченная работа по подъему груза.
Отсюда КПД установки пол)чается равным ч = — 100% = 100% = — 100% = 100% = 90%. (Если положить 8= 10 м/сз, то т! =98%.) Мы вилии, что для решения задачи не нужно знать высоту подъема ведра Ь. №793. Решение: Полезная работа при равномерном подъеме груза массой ш на высоту я составляет * =~ай=100 кг 98 м/сз.5 м=4900 Дж=49 кДж.
По определению КПД простого механизма з! = — '100%. Из этой формулы находим Аьщ ех ° 100% — ' . 100% = 7,0 кДж. Авех 4,9 Щ« '" и 70% №794. Дйноо: Решение: Г)!90З90З=09 Пусть дая подъема груза с помощью этой уста- з новки нужно совершить общую работу А. Для каждого блока КПД з)= — 100% и полезная работа блока 4 Аши А„, =и А, . Для первого (нижнего) блока полезная работа !48 (К Работа и моииимть. )уросмые мехаиизмм. Эиергия А Ч, А. Зта работа является обшей, совершенной остальной часпоо установки.
Для второго блока А' =Ч А',, причем А;; =А . Таким образом* А~=ЧзА„®,=Ч~'Ч~ А. Аналогично для третьего блока А" =Ч~ 'Чз Ч, А. Полезная работа третьего блока — это работа по подъему груш, т. е. полезная работа всей установки. По определению КПД установки Ч = Ьак = Ч, Чз Чз Чз =(О 9)з =0 73. А №795. ано: Решение: кг; Р=360 Н Пусть яшик массой т поднимают иа высоту К Ч вЂ” ? Полезная работа по подъему ящика составит А„=або. Так как ящик поднимают с помощью подвижного блока, то ллина троса, которую необходимо выбрать при подьеме, равна (=2% Если к тросу приложена сила Г, то работа силы А = Р.! = Р 2Ь. Зто общая совершенная механизмом работа. Отсюда КПД Ч = — '" (00% = — )00% = — )00% = ~щЬ 54 кг 98'Асз !00% = 73,5%.
2 ЗбОН №79б. Клк мы видим из предыдущей задачи и задачи № 792, для нахождения КПД блока (и подвижнао, н неподвижного) не нужно знать высоту подъема груза. Так что высота приведена на рисунке только в качестве иллюстрации. Масса поднимаемого груза равна и=5 кг. При зтом к веревке на конце приложена сила Р= 35 Н. Воспользуемся формулой дхя КПД подвижного блока, полученной в предыдущей задаче: оп 00% 5 кг 9,8м,гс % 49 Н 00% 70% 2Р 2 35Н 70Н №797. Решение: Груз массой т был ппдиат на высоту Ь. Позтому полезная работа, затраченная на подъем, равна А =и(88.
Обшая работа, совершенная силой Р, равна произведению силы Р на путь 1 вдоль направхения действия силы: ЗД КПД механиэюе 149 А = Е б По определению КЛД наклонной плоскости будет 00% шлй 00% 1,2 кг'9,8м/~ 0,2 и 00% — 54 % А,а„Е! 5,4 Н.0,8 и №798. Решение: Эта задача решается точно так же, как прелыдушая. Поэтому сразу воспользуемся полученной Оюрмулой лля КПД наклонной плоскости: шлй !5 кг 9,8м(с 0,3 и х Е! 40 Н.1,8 и х(00% = — ' 100% = 61,3%.
44,1 Дж 72 Д:к №799 Решение: Очевидно, что полезная работа по подъему груза массы ш на высоту л равна А„= тдй. Чтобы узнать обшую работу, необхолимо найти силу, с которой груз тянулн вдоль наклонной плоскости. Считаем, что груз двигался равномерно. Поэтому сумма всех приложенных к грузу сил должна равняться нулю. Нарисуем рисунок. На груз действуют четыре силы: сила тюкести шл, сила реак- у цин опоры У, сила трения Етр и сила тяги Е. Напишем основной закон динамики для ланного случая: «ф + У ь Уур + Е = О. В проекпни на направление движения (ОХ): -шймпа- Е + Е=О или Е= Е +гхйз!па. Мы знаем, что Е =р У.
Поэтому сила тяги Е5 и У+шузша. Силу реакпии опоры найдем, написав проекцию векторного уравнения на направление ОУ, перпендикулярное наклонной плоскости: -мйсоза+ У=О. Отсюда У = м8 соз а и Е= р шй сгм а+ ш8 яп а = ш8 (р соз и+ ап а). Из ,~!з - йз геометрии мы знаем, что ива= — и соха= = 1 — —.
! ! =~ !з 150 ГК Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия Ь Ь Окончательно сила тяги равна Р = мд Н ~1 — — + —, Теперь на- !г ! ходим общую совершенную работу "'" "="'("!' ' '= !'"' " '") !з Таким образом, КПД наклонной плоскости и = — "'"- 100% = .. !00% = !00% = (~ Ьг- е «) ~~де- 7 5 100% = 5!%. 0 3 25 м - 225 мг + 1,5 м Полезная работа Аоы = лглЬ =!80 кг 9,8 м/сг ° 1,5 м = 2646 Дж. Заметим, что для вычисления КПД наклонной плоскости нам не потребоватось знать массу груза аь №800. Решение; Общая совершенная краном работа А = гЧ. г, где г — время подъема груза. Полезная работа крана — это А„,, = мйЬ, где лг — масса поднятого груза на высоту Ь. КПД крана лается формулой т! = — 100%.
Подставим в это выражение значения 4 'ъаы л1еЬ работ; г! = — '100%. Отсюда находим время подъема грузш И шбЬ !00% 6.!О кг 98м/с .8 н.!00% = 98 с =! мин 38 с гУг! 6 10гВт 80% №801. Решение: Массу перекачанной воды находим по формуле го = р!', где р — плотность и гг — объем воды. Полезная работа, совершенная электродвигателем, равняется А = лгдЬ = рггдЬ.
За время работы г электродвигатель потребил ЗЬ Энергия из электросети энергию А „= !Уг. За счет нее совершалась работа. Таким образом, КПД установки ч = -"-"' '100%= — '100%= р рР8Ь .100% = 80%. 1 Вт.!800 с р!тййй. Решение: Полезная работа по подъему воды массы т из колодца глубиной Ь составит Ая =лгйй. Электродвигатель насоса за время г потребит из электросети энергию ЬГ г, которая пойдет на совершение работы по подъему воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
