Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
"Золотое правило" механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоту h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.
В первом случае работа равна:
А1 = Fтh, где
F сила тяжести действующая на тело, h - высота подъема. Во втором случае работа равна: А2 = Fl, где
F - сила, прилагаемая к телу для перемещения его равномерно по наклонной плоскости,
l - длина наклонной плоскости. А1 = А2 при отсутствии силы трения. При наличии силы трения работа: А2 > А1
А2 - полная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h с наклонной плоскости. А1 - полезная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h без наклонной плоскости.
Разделив полезную работу на полную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах
Ход работы описан в учебнике.
Вычисления
Дополнительное задание.
Согласно "Золотому правилу" механики при отсутствии трения имеем:
отсюда
именно во столько раз мы выигрываем в силе, применяя эту наклонную плоскость.
Объяснение:
Дано:
m=8г=8*10⁻³кг
h=20м
v=15 м/с
v₀=0 м/с
g=9,8 м/с²
Найти: А-?
Работа воздуха равна разности начальной полной механической энергии значка и конечной А=Е₀-Е
В начале тело обладало потенциальной энергией, но не было кинетической(т.к. там скорость равнаа нулю)
Поэтому Е₀=mgh
В конце же наоборот: высота была равна нулю, поэтому не было потенциальной энергии, зато тело оладало скоростью, а значит и кинетической энергией
Таким образом, Е₀=mv²/2
Подставляем в формулу
А=mgh - mv²/2
А=m(gh - v²/2)
А=8*10⁻³(9,8*20 - 15²/2)
А=8*10⁻³(196 - 225/2)
А=83,5*10⁻³ Дж
А=83,5 мДж
