Poluga u fizici. Formula za određivanje učinkovitosti poluge. Primjer zadatka

Sadržaj:

Poluga u fizici. Formula za određivanje učinkovitosti poluge. Primjer zadatka
Poluga u fizici. Formula za određivanje učinkovitosti poluge. Primjer zadatka

Video: Poluga u fizici. Formula za određivanje učinkovitosti poluge. Primjer zadatka

Video: Poluga u fizici. Formula za određivanje učinkovitosti poluge. Primjer zadatka
Video: Finnish Design Penthouse Tour 🏠 Apartment Words in Finnish 2024, Studeni
Anonim

Svaki stroj ili mehanizam koji je stvorio čovjek dizajniran je za obavljanje nekog korisnog posla. Za to je potrebna energija. Razmotrimo pitanje omjera utrošenog i korisnog rada na primjeru određivanja učinkovitosti poluge.

O poluzi

Poluga je bilo koji jednostavan mehanizam koji služi za transformaciju sile u veličini i smjeru. Sastoji se od grede i oslonca, u općem slučaju ima dva kraka. Na svaku ruku djeluje sila. Obje sile teže okretanju ramena u suprotnim smjerovima. Stoga, jedan od njih uvijek radi protiv drugog.

Djelujuće sile na polugu
Djelujuće sile na polugu

Poluga vam omogućuje da pobijedite na putu ili u snazi, dok će doći do gubitka snage ili na putu. Glavna formula poluge koja opisuje ravnotežu njegovih ramena data je u nastavku:

F/R=dR/dF.

Ovdje sila F djeluje protiv težine tereta R, djelujući na rame duljine dF. Opterećenje je na ramenu duljine dR. Formula odražava obrnutu proporcionalnost između omjera sila i ramena.

Sljedeći trenutak. Kad počnu ramenapotez, jedan od njih se diže na visinu h1, dok drugi pada na visinu h2. Budući da će kut rotacije ramena biti isti, tada se, u nedostatku drugih sila, gornja formula može prepisati na sljedeći način:

F/R=h1/h2.

Dalje će se ova formula koristiti za određivanje učinkovitosti poluge.

Učinkovitost jednostavnog mehanizma

Korištenje poluge
Korištenje poluge

Podsjetimo da je rad u fizici vrijednost jednaka umnošku sile i putanje tijekom koje je djelovao:

A=Fl.

Učinkovitost bilo kojeg mehanizma karakterizira učinkovitost njegovog rada. Možete ga izračunati pomoću ove formule:

Učinkovitost=Ap/Az100%.

Gdje je Ap koristan posao koji je izvršio mehanizam, Az je posao koji je morao biti utrošen..

Čovječanstvo je kroz povijest pokušavalo stvoriti mehanizme u kojima Az=Ap, ali nitko još nije postigao tu jednakost. Utrošeni rad je uvijek veći od vrijednosti Ap.

Upotrebom formule za polugu dobivenu u prethodnom odlomku možemo napisati formulu za određivanje učinkovitosti poluge:

Ap=Rh1; Ah=Fh2;

Učinkovitost=Ap/Az 100%=Rh1 /(Fh2)100%.

Ako uzmemo u obzir odgovarajući izraz za polugu, može se činiti da će učinkovitost za nju biti jednaka 100%. Međutim, to nije slučaj, jer uvijek postoji trenje u osirotacije i trenja zraka. Kao rezultat ovih procesa, utrošeni rad djelomično se troši na zagrijavanje okoline i dijelova poluge, pa je učinkovitost mehanizma uvijek manja od 100%.

Problem utvrđivanja učinkovitosti

Pretpostavimo da je sila primijenjena na polugu F=18 N dovela do podizanja tereta težine 3 kg na visinu od 0,3 metra. Uzimajući u obzir da je rame primjene sile F palo za 0,6 metara, izračunajte učinkovitost poluge.

Izračunajte koristan i utrošen rad:

Ap=Rh1=mgh1=39,810,3=8,829 J;

Az=Fh2=180,6=10,8 J.

Kao što možete vidjeti, Az > Ap. Učinkovitost poluge je:

Učinkovitost=Ap/Az100%=8, 829/10, 8100%=81, 75 %.

Ova vrijednost učinkovitosti može se povećati primjenom maziva na os rotacije poluge.

Preporučeni: