Простые механизмы

Тема урока: «Простые механизмы»

Блок - это устройство, которое представляет собой колесо с желобом, по которому пропускают веревку, трос или цепь.

Подвижные блоки дают выйгрыш в силе в 2 раза. Неподвижный блок позволяет изменить направление действия силы.

Т. к. подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза, его можно использовать в качестве облегчителя труда на стройках. Он же применяется в подъёмных кранах, с помощью него можно поднимать кирпичи, бочки с краской

Еще больший выйгрыш в силе можно получить используя систем блоков, которые называются полиспастом. Полиспаст - это комбинация подвижных и неподвижных блоков, которые используются несколько раз. При этом все неподвижные блоки собраны в одну обойму, а подвижные в другую.

Помимо блоков и их комбинаций можем рассмотреть такое устройство как ворот. Ворот состоит из цилиндра и прикрепленной к торцу рукоятки. Цилиндр может вращаться вокруг неподвижной оси.

Например, при использовании подвижного блока выигрывая в силе в 2 раза, мы проигрываем в перемещении в 2 раза.

Совершенная нами работа ( затраченная работа) А3 в идеальном случае (т.е. без учета веса блока, веревки и действия сил трения) при равномерном подъеме груза всегда будет равна полезной работе Ап По перемещению груза А3= Ап. Этот закон называют «золотым правилом механики».

Совершаемая с помощью механизма полная работа всегда больше полезной работы. Часть затрачиваемой работы расходуется на преодоление трения в оси механизма и сопротивления воздуха, а также на движение самого механизма.

Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия. Сокращенно коэффициент полезного действия обозначается КПД.

КПД обычно выражают числом или в процентах и обозначают греческой буквой, которая читается как «эта». Ап = mgh1 Аз = Fh2

Задача1. Груз массой 3,6 кг равномерно переместили к вершине наклонной плоскости длиной 2,4 м и высотой 0,6 м. При этом была приложена сила 15 Н. Каков КПД установки?

Задача2. Вычислите КПД рычага, с помощью которого груз массой 200 кг равномерно подняли на высоту 0,03 м, при этом к длинному плечу рычага была приложена сила 400 Н, а точка приложения силы опустилась на 0,2 м.

Задача3. Определите работу, которую можно совершить с помощью механизма, если его КПД 60%, а полезная работа 1,8 кДж.

Задача 4.Найдите работу, которую нужно совершить с помощью механизма, если его КПД 80 %, а полезная работа должна составлять 960 Дж.

Задача5. Груз массой 15 кг равномерно перемещают по наклонной плоскости, прикладывая при этом силу в 40 Н. Чему равно КПД наклонной плоскости, если длина ее 1,8 м, а высота — 30 см?