Лабораторная работа №11 ГДЗ Перышкин 7 класс (2022) (Физика)
Лабораторная работа № 11. Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости
Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
Приборы и материалы: доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой (рис. 206).
Указания к работе: вспомните «золотое правило» механики: работа по равномерному перемещению тела по наклонной плоскости без трения на высоту $$h$$ равна работе, совершённой при подъёме тела на высоту $$h$$ по вертикали.
При подъёме по вертикали на высоту $$h$$ полезная работа равна $$A_{\text{п}}=P\cdot h$$.
При подъёме по наклонной плоскости затраченная работа равна $$A_{\text{з}}=F\cdot s$$.
Коэффициент полезного действия равен:
$$\eta=\frac{A_{\text{п}}}{A_{\text{з}}}\cdot100\%$$
Полезная работа при подъёме бруска на высоту $$h$$:
$$A_{\text{п}}=P h$$
Затраченная работа при перемещении по наклонной плоскости:
$$A_{\text{з}}=F s$$
КПД наклонной плоскости:
$$\eta=\frac{A_{\text{п}}}{A_{\text{з}}}\cdot 100\%$$
Переведём данные в СИ и вычислим:
$$A_{\text{п}}=P h=3\cdot 0{,}3=0{,}9\ \text{Дж}$$
$$A_{\text{з}}=F s=1{,}2\cdot 0{,}9=1{,}08\ \text{Дж}$$
$$\eta=\frac{0{,}9}{1{,}08}\cdot 100\%\approx 83\%$$
Дополнительное задание:
По «золотому правилу» механики при отсутствии трения:
$$P h=F s$$
Тогда
$$\frac{P}{F}=\frac{s}{h}=\frac{0{,}9}{0{,}3}=3$$
Значит, наклонная плоскость дала бы выигрыш в силе в 3 раза.
Вывод: в ходе работы установлено, что полезная работа меньше затраченной, а КПД наклонной плоскости составляет примерно $$83\%$$.
Ответ
$$A_{\text{п}}=0{,}9\ \text{Дж},\quad A_{\text{з}}=1{,}08\ \text{Дж},\quad \eta\approx 83\%.$$
Без трения наклонная плоскость дала бы выигрыш в силе в 3 раза.
