Законы сохранения в механике статика и гидродинамика механические колебания и волны основы термодинамики

Отношение полезной работы к полной работе называется 
коэффициентом полезного действия (КПД) и обозначается буквой 
η
.
Если полезную работу обозначить 
A
п
, полную работу 
A
общ
, тогда 
формулу КПД можно записать в виде:
η = 
A
п
А
общ
· 100%.
(3.6)
КПД не может быть больше единицы (100%). В машинах и двигателях 
в результате работы силы трения часть полной энергии расходуется и 
поэтому КПД всегда меньше единицы.
Рассмотрим наклонную плоскость и выполненную работу при подъеме 
тела вверх. По «золотому правилу» механики, во сколько раз выигрываем 
в силе, во столько раз проиграем в расстоянии. Но из-за увеличения 
расстояния смещения не меняется выполненная работа.
Рис. 3.3.

N

F

F
тр.
α
l
m

g

P
┴
h
Рассмотрим груз с весом 
Р
на на-
клонной плоскости длиной 
l
, высотой 
h
(рис. 3.3). Здесь на тело действует сила 
трения
F
тр.
, параллельная наклонной по-
верхности тянущая вверх сила 
F
, пер-
пендикулярно направленная к наклон-
ной плоскости 
P
┴
и противоположно 
направленная перпендикулярно к по-
верхности сила 
N
(реактивная сила поверхности).
Если не учитывать силу трения, получим уравнение:

---

51
 
A
s
= 
A
1
= 
mgh
(3.7)
Однако с учетом силы трения,
 
A
t
= 
A
1
+ 
A
2
(3.8)
отсюда:
A
2
= 
F
тр.
· 
l = 
μ
N · l = μmg · 
cos
α
·
h
sin

= 
μmg · 
ctg
α
(3.9)
Тогда 
А
пишется в следующем виде:
 
A
общ.
= 
mgh + μmgh · 
ctg
α
= 
mgh(1 + μ · 
ctg
α
). 
(3.10)
Коэффициент полезного действия:
η =
A
п
А
общ
η
µ
α
µ
α
=
=
=
+ ⋅
+ ⋅
A
A
mgh
mgh
?
>1I
(
)
1
1
1
ctg
ctg
. 
(3.11) 
Сила притяжения, действующая на груз, равна:

F
= 

F
п 
+

F
тр
= ⋅
+
=
+


P
N
mg
sin
cos
(sin
cos )
α µ
α
α µ
α
. 
(3.12)
1. Дайте определение механической работы?
2. Чему равна работа силы тяжести?
3. Всегда ли выполняется закон сохранения энергии в природе?
4. Дает ли выигрыш в работе наклонная поверхность?
Тема 15.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ 
КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ 
НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ
Цель работы: 
изучить наклонную плоскость и выяснить, в каких 
целях можно ее использовать. Сформировать навыки измерения веса 
тел с помощью динамометра. Укрепить на практике знания о полезной и 
полной работе, а также о коэффициенте полезного действия. Сформировать 
навыки расчетов погрешностей.