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

โครงสร้างและองค์ประกอบของสินทรัพย์ถาวร การดำเนินงาน ค่าเสื่อมราคา และการบัญชีสินทรัพย์ถาวร

ธนาคารที่สำคัญอย่างเป็นระบบ: รายการ ธนาคารที่สำคัญอย่างเป็นระบบในรัสเซีย

ใบแจ้งยอดบัญชี - เครื่องมือสำหรับการจัดการองค์กร

การประเมินโครงการลงทุน. การประเมินความเสี่ยงของโครงการลงทุน หลักเกณฑ์การประเมินโครงการลงทุน

สาระสำคัญและโครงสร้างของตลาดเงิน

การประกันภัยความรับผิดคืออะไร?

จดหมายธุรกิจเป็นภาษาอังกฤษ: การร่างตัวอย่าง วลีทั่วไป

ฝากเลี้ยงเด็กอายุไม่เกิน 3 ปี ใครได้สิทธิ์ ผลประโยชน์เป็นจำนวนเท่าใด ใช้ได้เมื่อใด

วัสดุไม่ทอ: ความหนาแน่น การผลิต และการใช้งาน

ลักษณะงานของผู้ขาย: ควรเป็นอย่างไร?

ผ้าวูลในตู้เสื้อผ้าที่ทันสมัย

แมกนีเซียมซัลเฟต (ปุ๋ย): คำแนะนำในการใช้ ราคา

ตลาดทรินิตี้ในซามารา - สินค้าและของมากมายสำหรับทุกรสนิยม

ตลาดดังในคาซาน

การคำนวณวันหยุด: สูตร ตัวอย่าง การคำนวณการลาเพื่อเลี้ยงดูบุตร