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

ประกันชีวิตสะสม: มันคืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร

กรอก TORG-12: กฎการกรอกใบตราส่งสินค้า

เงินสดในงบดุลเป็นสินทรัพย์ที่มีสภาพคล่องมากที่สุด

หนี้สินภาษีเงินได้รอการตัดบัญชีในงบดุล - คืออะไร?

การกรอกหนังสือของผู้ประกอบการแคชเชียร์ให้ถูกต้อง (ตัวอย่าง)

ตัวอย่างการกรอกใบตราส่งสินค้า กฎการกรอกใบตราส่งสินค้า

หน้าที่ของนักเศรษฐศาสตร์ในสถาบันงบประมาณ (สำหรับประวัติย่อ)

ค่าใช้จ่ายภายนอกคือ แนวคิดและการจัดหมวดหมู่ของต้นทุน

การเก็บหนี้จากผู้ประกอบการแต่ละรายเป็นอย่างไร - คำอธิบายขั้นตอนและข้อกำหนด

ควบคุมการดำเนินงานเงินสดของธนาคาร ภาพรวมของระบบควบคุมธุรกรรมเงินสด

การ์ดควบคุมการเงินภายใน: ใช้ทำอะไร เติมตัวอย่าง

วิธีการคำนวณวันหยุดที่ไม่ได้ใช้เมื่อเลิกจ้าง? การคำนวณวันหยุดที่ไม่ได้ใช้เมื่อเลิกจ้าง

Speci alty "Geodesy and remote sensing" - เรียนที่ไหน ที่ไหน และโดยใคร

ทนายความ: หน้าที่. รายละเอียดงานทนายความบริษัท

การรับสมัคร: กระบวนการที่สำคัญ