Лабораторные работы — Лабораторные работы — № 12 — стр. 221

Для выполнения лабораторной работы по определению коэффициента полезного действия (КПД) наклонной плоскости, следуйте следующему плану:

1. Определение веса бруска

- Используйте динамометр, чтобы измерить вес \( P \) бруска. Это необходимо для дальнейших расчетов.

- Запишите результат в таблицу, указав абсолютную погрешность измерений, которая равна цене деления шкалы динамометра.

Пример таблицы:

| Измерение | Вес бруска (P), Н | Погрешность (ΔP), Н |

| 1 | \( P \) | \( \Delta P \) |

2. Сборка установки

- Соберите установку в соответствии с рисунком, который прилагается в лабораторной работе. Убедитесь, что наклонная плоскость надежно установлена и будет использоваться для подъема бруска.

3. Измерение высоты наклонной плоскости

- Измерьте вертикальную высоту \( h \) наклонной плоскости от основания до верхней точки, куда будет подниматься брусок.

4. Вычисление полезной работы

- Полезная работа \( A_p \) рассчитывается по формуле:

\( A_p = P \cdot h\)

где \( P \) — это вес бруска, а \( h \) — высота наклонной плоскости.

5. Перемещение бруска с постоянной скоростью

- Перемещайте брусок с постоянной скоростью вдоль наклонной плоскости, прикладывая силу вдоль плоскости. Это важно для того, чтобы силы, действующие на брусок, оставались постоянными.

6. Измерение пути, проделанного бруском

- С помощью линейки измерьте путь \( s \), который проделал брусок по наклонной плоскости.

7. Измерение силы тяги

- Измерьте силу тяги \( F \) с помощью динамометра. Это сила, которую нужно приложить для подъема бруска с постоянной скоростью.

8. Вычисление затраченной работы

- Затраченная работа \( A_z \) для подъема бруска по наклонной плоскости рассчитывается по формуле:

\( A_z = F \cdot s\)

где \( F \) — сила тяги, а \( s \) — путь, который проделал брусок.

9. Определение КПД наклонной плоскости

- Коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости можно вычислить по формуле:

\( \text{КПД} = \frac{A_p}{A_z} \cdot 100\%\)

где \( A_p \) — полезная работа, а \( A_z \) — затраченная работа.

10. Анализ результатов и вывод

- Сравните полученный КПД с теоретическим значением 100%. В реальных условиях КПД механизма всегда меньше 100% из-за потерь на трение и других факторов.

- Проанализируйте причины, по которым КПД может быть меньше 100%, например, сопротивление движению (трение) или механические потери.

Пример таблицы для записи данных:

| Измерение | Высота (h), м | Путь (s), м | Сила (F), Н | Полезная работа \( A_p \), Дж | Затраченная работа \( A_z \), Дж | КПД (%) |

| 1 | \( h \) | \( s \) | \( F \) | \( A_p = P \cdot h \) | \( A_z = F \cdot s \) | \( \frac{A_p}{A_z} \cdot 100 \) |

Заключение:

- После проведения всех расчетов и анализа данных вы сможете сделать вывод о том, что КПД наклонной плоскости всегда меньше 100%, что подтверждает гипотезу о потере энергии в виде трения и других механических потерь.