คันโยกในวิชาฟิสิกส์. สูตรกำหนดประสิทธิภาพของคันโยก ตัวอย่างงาน

คันโยกในวิชาฟิสิกส์. สูตรกำหนดประสิทธิภาพของคันโยก ตัวอย่างงาน
คันโยกในวิชาฟิสิกส์. สูตรกำหนดประสิทธิภาพของคันโยก ตัวอย่างงาน
Anonim

เครื่องจักรหรือกลไกใดๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น ออกแบบมาเพื่อทำงานที่มีประโยชน์บางอย่าง ต้องใช้พลังงานในการทำ ให้เราพิจารณาคำถามอัตราส่วนของงานที่ใช้ไปและมีประโยชน์ในตัวอย่างการกำหนดประสิทธิภาพของคันโยก

เกี่ยวกับคันโยก

คันโยกเป็นกลไกง่ายๆ ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแรงในขนาดและทิศทาง ประกอบด้วยคานและส่วนรองรับ โดยทั่วไปจะมีสองแขน แรงกระทำต่อแขนแต่ละข้าง แรงทั้งสองมีแนวโน้มที่จะพลิกไหล่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นหนึ่งในนั้นมักจะทำงานตรงข้ามกัน

ทำหน้าที่บังคับคันโยก
ทำหน้าที่บังคับคันโยก

คันโยกช่วยให้คุณชนะระหว่างทางหรือกำลังในขณะที่จะมีการสูญเสียกำลังหรือระหว่างทางตามลำดับ สูตรคันโยกหลักที่อธิบายความสมดุลของไหล่ของเขาได้รับด้านล่าง:

F/R=dR/dF.

ที่นี่แรง F ทำงานกับน้ำหนักของโหลด R โดยกระทำบนไหล่ของความยาว dF ภาระอยู่บนไหล่ที่มีความยาว dR สูตรนี้สะท้อนสัดส่วนผกผันระหว่างอัตราส่วนของแรงกับไหล่

นัดต่อไป. เมื่อไหล่เริ่มขยับ ตัวหนึ่งสูงขึ้น h1 ในขณะที่อีกตัวตกลงไปที่ความสูง h2 เนื่องจากมุมของการหมุนของไหล่จะเท่ากัน ดังนั้นหากไม่มีแรงอื่น สามารถเขียนสูตรข้างต้นใหม่ได้ดังนี้

F/R=h1/h2.

ต่อไปจะใช้สูตรนี้กำหนดประสิทธิภาพของคันโยก

ประสิทธิภาพของกลไกง่ายๆ

การใช้คันโยก
การใช้คันโยก

จำได้ว่างานฟิสิกส์มีค่าเท่ากับผลคูณของแรงและเส้นทางที่มันกระทำ:

A=Fl.

ประสิทธิภาพของกลไกใด ๆ บ่งบอกถึงประสิทธิภาพในการทำงาน คุณสามารถคำนวณโดยใช้สูตรนี้:

ประสิทธิภาพ=Ap/Az100%.

โดยที่ Ap เป็นงานที่มีประโยชน์ที่ทำโดยกลไก Az เป็นงานที่ต้องใช้จ่าย

มนุษยชาติตลอดประวัติศาสตร์ได้พยายามสร้างกลไกที่ Az=Ap แต่ยังไม่มีใครบรรลุความเท่าเทียมกันนี้สำเร็จ งานที่ใช้ไปมักจะมากกว่ามูลค่า Ap.

การใช้สูตรสำหรับคันโยกที่ได้รับในย่อหน้าก่อนหน้า เราสามารถเขียนสูตรสำหรับกำหนดประสิทธิภาพของคันโยกได้:

Ap=Rh1; Ah=Fh2;

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

ถ้าเราคำนึงถึงนิพจน์ที่สอดคล้องกันสำหรับคันโยก ดูเหมือนว่าประสิทธิภาพของมันจะเท่ากับ 100% อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่กรณี เนื่องจากมีแรงเสียดทานในแกนเสมอการหมุนและแรงเสียดทานของอากาศ เป็นผลมาจากกระบวนการเหล่านี้ งานที่ใช้ไปบางส่วนในการให้ความร้อนกับสิ่งแวดล้อมและชิ้นส่วนของคันโยก ดังนั้นประสิทธิภาพของกลไกจึงน้อยกว่า 100% เสมอ

ปัญหาในการพิจารณาประสิทธิภาพ

สมมติว่าแรงที่ใช้กับคันโยก F=18 N นำไปสู่การยกของหนัก 3 กก. ให้สูง 0.3 เมตร โดยคำนึงถึงไหล่ของการใช้แรง F ลดลง 0.6 เมตร คำนวณประสิทธิภาพของคันโยก

คำนวณงานที่มีประโยชน์และใช้จ่าย:

Ap=Rh1=mgh1=39.810.3=8.829 J;

Aз=Fh2=180.6=10.8 J.

อย่างที่คุณเห็น Az > Ap. ประสิทธิภาพคันโยกคือ:

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

ประสิทธิภาพนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการใช้สารหล่อลื่นกับแกนหมุนของคันโยก

ตัวเลือกของบรรณาธิการ

ผู้ออก: มันคืออะไร? ความหมายของคำว่า

ตัวบ่งชี้แนวรับและแนวต้านที่ดีที่สุดสำหรับ MT4

รูปแบบและวิธีการแข่งขัน

ความแตกต่างระหว่าง CJSC และ OJSC: รูปแบบองค์กรและกฎหมายที่แตกต่างกัน

ผู้เล่นในตลาดหลักทรัพย์เรียกว่าอะไร และเป็นอย่างไร?

เขตเวลาฟีโบนักชีคืออะไร

ส่วนลดและความหมาย

การวางแผน - มันคืออะไร? ประเภทและวิธีการวางแผน

แผนธุรกิจ (ตัวอย่างพร้อมการคำนวณ) สำหรับบริการรถยนต์ วิธีการเปิดบริการรถตั้งแต่เริ่มต้น: แผนธุรกิจ

การวางแผนเชิงกลยุทธ์ในองค์กร: วิธีเพิ่มปริมาณการผลิตมีอะไรบ้าง?

การสร้างไดอะแกรมเครือข่าย: ตัวอย่าง รูปแบบกระบวนการผลิต

วิธีเขียนแผนธุรกิจ: คำแนะนำทีละขั้นตอน แผนธุรกิจขนาดเล็ก

แผนธุรกิจบาร์มอระกู่พร้อมการคำนวณ

แผนธุรกิจร้านกาแฟ. วิธีเปิดร้านกาแฟ: การคำนวณและคำแนะนำจากผู้ประกอบการที่ประสบความสำเร็จ

สภาพแวดล้อมภายในและภายนอกองค์กร การวิเคราะห์สภาพแวดล้อมขององค์กร