Транспортер равномерно поднимает груз 190 кг на высоту 9

Полезной называется работа по подъёму грузов или преодолению какого-либо сопротивления.
Затраченной (полной) называется работа, совершённая приложенной силой.

Примеры полной и полезной работы

Затраченная работа равна сумме:

  • полезной работы;
  • работы против силы трения в различных частях механизма;
  • работы по перемещению различных составных элементов механизма.

п.2. КПД механизма

Коэффициент полезного действия механизма – это отношение его полезной работы к затраченной работе. $$ eta=frac>>cdot 100text $$

Поскольку в реальных механизмах всегда (A_textlt A_text), $$ fraclt 1. $$

Следовательно КПД реальных механизмов (etalt 100text).

Только в идеальном механизме, в котором нет потерь на трение, и все составные элементы не имеют веса, (A_text=A_text) и (eta=100text).

КПД никогда не может быть выше (100text).

КПД реальных механизмов можно увеличить за счет снижения трение в подвижных узлах и уменьшения веса всех составных элементов конструкции.

Физика Взлетающий самолет, поднимается на высоту 9 км, набирает скорость 720 км/ч. Сравните

Для этого нужны новые смазочные вещества и лёгкие, но прочные конструкционные материалы.

п.3. Задачи

Задача 1. По наклонной плоскости поднимают груз массой 50 кг, прикладывая к нему силу 250 Н, направленную вдоль плоскости. Чему равен КПД плоскости, если её длина 10 м, а высота 3 м?

Полезная работа по подъему груза begin A_text=mgh. end Затраченная работа на перемещение груза вдоль наклонной плоскости begin A_text=FL. end КПД плоскости: begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text end Получаем: begin eta=fraccdot 100text=60text end Ответ: 60%

Задача 2. С помощью подвижного блока поднимают груз массой 200 кг, прикладывая силу 1200 Н. Чему равен КПД блока?

Полезная работа по подъему груза на высоту (h): begin A_text=mgh. end Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза и проигрыш в расстоянии. Т.е. при работе нужно вытянуть трос длиной (2h). Затраченная работа: begin A_text=Fcdot 2h. end КПД блока begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text=fraccdot 100text end Получаем: begin eta=fraccdot 100textapprox 83,3text end Ответ: 83,3%

Задача 3. Груз массой 245 кг с помощью рычага равномерно подняли на высоту 6 см. При этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения силы опустилась на 30 см. Найдите КПД рычага.

Полезная работа по подъему груза на высоту (h_2): begin A_text=mgh_2. end Затраченная работа по опусканию длинного плеча рычага: begin A_text=F_1h_1. end КПД рычага begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text end Получаем: begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text=98text end Ответ: 98%

Задача 4. Чему равен КПД гидравлической машины, если для равномерного подъема груза массой 1,2 т к меньшему поршню прикладывают силу 160 Н? Площади поршней равны 5 см 2 и 500 см 2 .

При опускании малого поршня на высоту (h_1) из малого в большой цилиндр вытекает объем жидкости равный $$ V=S_1h_1=S_2h_2Rightarrow frac=frac $$ Полезная работа по подъему груза на высоту (h_2): begin A_text=mgh_2. end Затраченная работа по опусканию поршня малого цилиндра: begin A_text=F_1h_1. end КПД гидравлической машины begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text=fraccdot 100text end Получаем: begin eta=frac>>cdot 100text=fraccdot 100text=75text end Ответ: 75%

Задача 24 ВАРИАНТ 5OGE 2021 физика Пурышева 10вар Решение/Разбор Р0006146

Задача 5*. Груз массой 12 кг поднимают с помощью подвижного блока массой 3 кг. Чему равен КПД блока?

Читайте также:  Рено фургон размеры грузового отсека

Полезная работа по подъему груза на высоту (h): begin A_text=Mgh. end Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Поэтому достаточно приложить силу, равную половине суммы весов груза и блока: begin F=frac 12(M+m)g end При этом будет проигрыш в расстоянии. Потребуется вытянуть трос длиной (2h). Затраченная работа, приложенная к тросу: begin A_text=Fcdot 2h=frac 12(M+m)gcdot 2h=(M+m)gh. end КПД подвижного блока begin eta=fraccdot 100text=fraccdot 100text=fraccdot 100text end Получаем: begin eta=fraccdot 100text=80text end Ответ: 80%

Задача 6. Сколько воды можно поднять из колодца глубиной 36 м за 1 ч, если мощность электродвигателя равна 5 кВт, КПД всей установки равно 70%?
Дано:
(N=5 text=5cdot 10^3 text)
(eta=70text=0,7)
(h=36 text)
(t=1 text=3600 text)
(gapprox 10 text^2)
__________________
(m-?)

Полезная работа по подъему груза на высоту (h): begin A_text=Mgh. end Затраченная работа электродвигателя: begin A_text=Nt. end КПД установки begin eta=frac=frac end Масса воды begin m=frac end Получаем: begin m=frac=35cdot 10^3 (text)=35 text end Ответ: 35 т

Задача 7*. КПД подвижного блока при подъеме первого груза равен 80%, а при подъеме второго груза – 90%. Масса какого груза больше и во сколько раз? Трением в блоке можно пренебречь.
Дано:
(eta_1=80text=0,8)
(eta_2=90text=0,9)
__________________
(frac-?)

КПД подвижного блока массой (m), с помощью которого поднимают груз массой (M) begin eta=frac end (см. Задачу 5 выше). Масса груза begin eta(M+m)=MRightarrow eta m=(1-eta)MRightarrow M=fracm end Получаем: begin M_1=fracm=4m,\[6pt] M_2=fracm=9m end Масса второго груза больше.
Отношение масс begin frac=frac=2,25 (text) end Ответ: масса второго груза больше в 2,25 раз

п.4. Лабораторная работа №13. Определение КПД наклонной плоскости

Цель работы
Научиться проводить измерения и рассчитывать КПД простого механизма на примере наклонной плоскости. Исследовать зависимость КПД наклонной плоскости от высоты.

Теоретические сведения

Теоретические сведения

Работа по подъему тела весом (P) вертикально на высоту (h) (из точки C в точку B): $$ A_text=Ph $$

Работа по перемещению того же тела силой (F), направленной вдоль наклонной плоскости длиной (L) (из точки A в точку B): $$ A_text=FL $$

В обоих случаях тело перемещается с нулевого уровня AC, где (h_0=0), на уровень с высотой (h) в точку B. Работа сторонних сил в этом случае равна изменению потенциальной энергии тела: $$ A=A_text=A_text=Delta E_p $$

Получаем уравнение для идеальной наклонной плоскости (без трения): $$ Ph=FL $$

При наличии трения получаем неравенство: $$ Phlt FL $$

Полезная и затраченная работа для наклонной плоскости: $$ A_text=Ph, A_text=FL $$

КПД наклонной плоскости: $$ eta=frac>>cdot 100text=fraccdot 100text $$

Затраченная работа равна сумме полезной работы и работы по преодолению силы трения: $$ A_text=A_text+F_textL $$

Откуда сила трения равна: $$ F_text=frac-A_text>=frac=F-Pfrac hL $$

Вес (P) и сила (F) определяются в работе с помощью динамометра с ценой деления (d=0,1 text).

Абсолютная погрешность прямых измерений $$ Delta_F=Delta_P=frac d2=0,05 text. $$

Сила (F) определяется в серии из пяти опытов с вычислением средних величин.

Высота наклонной плоскости (h) и длина наклонной плоскости (L) определяются с помощью мерной ленты с ценой деления (d=5 text). Абсолютная погрешность (Delta_L=2,5 text).

Относительные погрешности измерений вычисляются как обычно.

Относительная погрешность расчета КПД: $$ delta_eta=delta_F+delta_P+delta_h+delta_L $$

Абсолютная погрешность расчета КПД: $$ Delta_eta=etacdot delta_eta $$

Приборы и материалы
Доска длиной от 70 см, штатив с муфтой и лапкой, брусок массой не менее 300 г, мерная лента, динамометр.

Читайте также:  Сколько весит фура арбузов

Ход работы
1. Измерьте мерной лентой длину доски (L).
2. Определите вес бруска (P) с помощью динамометра.
3. Соберите наклонную плоскость: закрепите один конец доски в лапке штатива на высоте около (h=frac L3.)
4. Положите брусок на наклонную плоскость, прикрепите к нему динамометр и равномерно тяните по наклонной плоскости. Следите, чтобы динамометр располагался параллельно наклонной плоскости. Запишите измеренное значение (F). Повторите измерение (F) в серии из пяти опытов.
5. Соберите новую наклонную плоскость: закрепите один конец доски в лапке штатива на высоте около (h=frac L4). Перейдите на шаг 4 и повторите серию опытов для определения (F).
6. Рассчитайте КПД для двух исследованных наклонных плоскостей. Найдите относительные и абсолютные погрешности расчетов КПД.
7. Для каждой из наклонных плоскостей укажите величину полезной и затраченной работы, найдите силу трения.
8. Сделайте выводы о зависимости силы трения и КПД от высоты наклонной плоскости.

Результаты измерений и вычислений

Длина наклонной плоскости (доски) begin L=80 text=800 text,\[7pt] Delta_L=2,5 text,\[6pt] delta_L=frac=fracapprox 0,0031=0,31text end

Вес бруска begin P=4,4 text,\[7pt] Delta_P=0,05 text,\[6pt] delta_P=frac=fracapprox 0,0011=1,1text end

1. Наклонная плоскость высотой (h=27 text)

Высота наклонной плоскости begin h=27 text=270 text,\[7pt] Delta_h=2,5 text,\[6pt] delta_h=frac=fracapprox 0,0093=0,93text end

Определение силы тяги (F) в серии опытов

№ опыта 1 2 3 4 5 Сумма
$$ F, H $$ 2,9 2,8 3,0 2,7 2,8 14,2
$$ Delta_F, H $$ 0,06 0,04 0,16 0,14 0,04 0,44

Полезная работа: $$ A_text=Ph=4,4cdot 0,27=1,188 (text) $$

Затраченная работа: $$ A_text=FL=2,84cdot 0,8=2,272 (text) $$

Сила трения: $$ F_text=F-Pfrac hL=2,84-4,4cdot fracapprox 1,36 (text) $$

Погрешности расчета КПД: $$ delta_eta=delta_F+delta_P+delta_h+delta_L=0,032+0,011+0,0093+0,0031=0,0554approx 0,056=5,6text $$

При расчете (delta_eta) использовали округление с избытком. $$ Delta_eta=0,523cdot 0,056approx 0,029=2,9text $$

Окончательно получаем: $$ eta=(52,3pm 2,9)text, delta_eta=5,6text $$

2. Наклонная плоскость высотой (h=20 text)

Высота наклонной плоскости begin h=20 text=200 text,\[7pt] Delta_h=2,5 text,\[6pt] delta_h=frac=fracapprox 0,013=1,3text end

Определение силы тяги (F) в серии опытов

№ опыта 1 2 3 4 5 Сумма
$$ F, H $$ 2,4 2,6 2,5 2,6 2,5 12,6
$$ Delta_F, H $$ 0,12 0,08 0,02 0,08 0,02 0,32

Полезная работа: $$ A_text=Ph=4,4cdot 0,2=0,88 (text) $$

Затраченная работа: $$ A_text=FL=2,52cdot 0,8=2,016 (text) $$

Сила трения: $$ F_text=F-Pfrac hL=2,52-4,4cdot fracapprox 1,42 (text) $$

Погрешности расчета КПД: $$ delta_eta=delta_F+delta_P+delta_h+delta_L=0,024+0,011+0,013+0,0031=0,0511approx 0,052=5,2text $$

При расчете (delta_eta) использовали округление с избытком. $$ Delta_eta=0,437cdot 0,052approx 0,023=2,3text $$

Окончательно получаем: $$ eta=(43,7pm 2,3)text, delta_eta=5,2text $$

Выводы
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы.

В работе проводился расчет КПД наклонной плоскости постоянной длины, но разной высоты.

Для высоты около (h=frac L3):

  • полезная и затраченная работы: (A_text=1,188 (text), A_text=2,272 (text))
  • сила трения: (F_text=1,36 (text))
  • КПД: (eta=(52,3pm 2,9)text, delta_eta=5,6text)

Для высоты около (h=frac L4):

  • полезная и затраченная работы: (A_text=0,88 (text), A_text=2,016 (text))
  • сила трения: (F_text=1,42 (text))
  • КПД: (eta=(43,7pm 2,3)text, delta_eta=5,2text)

Таким образом, с уменьшением высоты:

  • сила трения растет;
  • КПД наклонной плоскости падает.

Все задачи, поставленные перед исследованием, успешно выполнены.

Источник: reshator.com

Определить работу, необходимую для поднятия груза (13 апреля 2009)

Какую работу нужно совершить, чтобы поднять груз массой 30 кг на высоту 10 м с ускорением 0,5 м/c 2 ?

Дана учителем на дом, 9 класс, обычный профиль.

  • механика
  • работа и мощность
  • задачи с подсказками
  • законы Ньютона
  • версия для печати
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Комментарии

Опубликовано 13 апреля, 2009 — 22:42 пользователем Reef

Читайте также:  На фурах не было аварийки

A = (ma + mg)S = (30×0.5 + 30×10)×10 = 3150 Дж.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Источник: www.afportal.ru

Студентам медколледжа в Петрозаводске подняли воду на высоту

Уважаемые читатели! В связи с напряженной внешнеполитической обстановкой мы временно закрываем возможность комментирования на нашем сайте.

Спасибо за понимание

Выбор читателей
14.03.2023, 13:04
10.03.2023, 15:19
14.03.2023, 16:14
09.03.2023, 12:04
15.03.2023, 18:43
16.03.2023, 13:48

28.02.2023, 07:15
08.03.2023, 20:30
19.02.2023, 00:10
26.02.2023, 00:10
02.03.2023, 00:10

26.02.2023, 08:59

Аналитика

Сегодня 11:00
Политкухня
«Справедливая Россия» сдала свои позиции в карельском Приладожье без борьбы.
15.03.2023 12:12
14.03.2023 12:17
13.03.2023 14:56
13.03.2023 10:14
09.03.2023 15:32

07.03.2023 12:21

Чтиво

14.03.2023 14:42
Ушли быть блогерами
Как 10 лет отработать в школе, а потом уйти в блогеры и зарабатывать в 4 раза больше?
13.03.2023 00:47
27.02.2023 14:49

Медиа

19.01.2023 09:44

  • Редакция
  • Правила
  • Реклама
  • Техподдержка
  • RSS

Создание и поддержка сайта — «Артлекс»

В России признаны экстремистскими и запрещены организации: ФБК (Фонд борьбы с коррупцией, признан иноагентом), Штабы Навального, «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля», АУЕ, батальоны «Азов» и «Айдар».

Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба», «Сеть», «Колумбайн». В РФ признана нежелательной деятельность «Открытой России», издания «Проект Медиа». СМИ-иноагентами признаны: телеканал «Дождь», «Медуза», «Важные истории», «Голос Америки», радио «Свобода», The Insider, «Медиазона», ОВД-инфо. Иноагентами признаны общество/центр «Мемориал», «Аналитический Центр Юрия Левады», Сахаровский центр. Instagram и Facebook (Metа) запрещены в Российской Федерации за экстремизм.

Источник: stolicaonego.ru

Рейтинг
Загрузка ...