Физика. Лекция 85.Коэффициент полезного действия механизма.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлых лекциях мы с вами изучали простые механизмы и на этой лекции продолжим разговор на эту тему...и один из вопросов, который мы рассматривали - это сравнение работы, которую мы производим для того, чтобы привести в действие простой механизм.

И так в видеоролике мы еще раз вспомнили "золотое правило механики" для идеальной системы блоков. А сегодня мы с вами начнем говорить уже о реальных механизмах, в которых присутствуют сила трения и детали, которых обладают массой, а значит и весом. Ну а теперь давайте еще раз обратим внимание на то, что если механизм идеальный, то работа по приведению в действие этого механизма и работа совершаемая самим механизмом будут одинаковыми.

Идеальный механизм

Мы увидели модель идеального механизма, но мы с вами еще раз напоминаю живем реальном мире и давайте, как говориться, спустимся с небес на Землю и поговорим о том, что из себя представляют реальные механизмы.

Реальный механизм

Теперь, когда мы определили разницу между идеальной и реальной системами, давайте перейдем к механизму, или лучше сказать, величине, которая бы связала эти две модели. И так...

Давайте запишем строгое определение коэффициента полезного действия.

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма - это физическая величина, равная отношению работы, выполненной самим механизмом к работе по приведению механизма в действие.

Стоит отметить, что КПД механизма не зависит от сложности самого механизма, просто блок или конструкция из большого количества механизмов. КПД можно выражать в процентах.

И самое главное КПД механизма всегда меньше единицы!

Давайте представим себе, что было бы наоборот. Представьте себе, что коэффициент полезного действия был бы больше единицы, что было бы тогда? Как вы думаете? Тогда получается, что при использовании механизма можно было бы затрачивать работу по приведению механизма в действие меньшую, чем работу, выполненную самим механизмом. Отлично! Тогда, представим себе следующее...у нас есть такой механизм, над которым совершается работа в 1 Дж, а он совершает работу 2 Дж. Теперь давайте приспособим еще один механизм точно такой же, над которым совершается работа в 2 Дж, а он в свою очередь совершает работу в два раза больше, то есть в 4 Дж. А теперь давайте выход последнего механизма совместим с началом первого механизма и получится, что он сам себя будет раскручивать. Получится устройство, которое будет называться вечным двигателем...Еще в XIX веке Французская академия наук отказалась принимать проекты вечного двигателя, потому что это противоречит одному из фундаментальных законов природы, с которым мы познакомимся на следующей лекции и который называется "закон сохранения энергии". Таким образом коэффициент полезного действия всегда меньше единицы!

Но естественно конструкторы механизмов стараются приблизить эту величину к единице как можно ближе. Это все что касается теоретического раздела сегодняшней лекции и давайте посмотрим теперь как это работает на примере различных задач.

И так первая задача на определение КПД рычага с длинным плечом поднимающий груз.

Следующая задача на определение КПД наклонной плоскости по которой скатывается тележка.

И последняя задача на определение силы с которой рабочие тянули сейф при погрузке в автомобиль с помощью подвижного блока с его известным КПД.

На этом мы эту лекцию закончим

Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.