Конструирование: наклонная плоскость с заданным КПД
ВАЖНО! При опытах по конструированию (решению инженерной задачи) необходимо всегда следующее:
1. Сформулировать идею.
2. Оформить ее в эскизе.
3. Произвести расчет устройства.
4. Собрать установку (воплотить в "железе").
5. Проверить ее работоспособность.
6. Внести коррекцию в ее работу, настроить в соответствии с назначенными условиями.
7. Сдать установку заказчику.
В нашем случае идеей будет:
...
Эскиз установки см. справа в окне анимации.
Расчет. Выведите формулу КПД наклонной плоскости, собрав в одну следующие зависимости: КПД = А
полезн./А
затр.; А
полезн.= mgh; А
затр.= F
тl; h =
lSin
α; F
т = mg(Sin
α +
μCos
α;).
В итоге получится:
...
Значит, сделать наклонную плоскость с заданным КПД это установить правильный угол наклона
α, только вот про коэффициент трения
μ надо будет подумать.
А впрочем все просто, вы ведь уже делали л/р "Определение коэффициента трения". Делаем то же самое. А именно,
... Ускорение g = 9.81 м/с
2, не 10 м/с
2 во всех практических работах.
А теперь
ПРОВЕРЬ СЕБЯ.
Определите коэффициент трения. По выведенной вами формуле КПД вычислите ctg
α, а по нему угол наклона линейки
α (
таблицы Брадиса). Заданное вам значение КПД возьмите в окне анимации. Расчет закончен!
Соберем установку, то есть установим найденный вами угол наклона линейки (слайдером
α).
Для этого нам потребуется:
...
ПРОВЕРЬ СЕБЯ.
Потащите вверх брусок с грузами, заметьте новое значение силы тяги.
Вычислим реальное значение КПД, зная массу бруска с грузами, высоту подъема, силу тяги при подъеме и длину линейки по формуле:
...
ПРОВЕРЬ СЕБЯ.
Совпадет ли оно с заданным значением?
Сформулируйте вывод.
Для проверки результата и понимания ответьте на контрольные вопросы. Сдайте работу учителю на проверку.