Лабораторна робота № 8

Назад до змісту

Визначення коефіцієнта корисної дії під час піднімання тіла вздовж похилої площини

Мета: переконатися на досліді в тому, що корисна робота, виконана за допомогою похилої площини, менша від повної; визначити ККД під час піднімання тіла вздовж похилої площини.

Обладнання: лінійка з міліметровими поділками, динамометр, три тягарці масою по 102 г, дерев’яний брусок з отворами, дерев’яна лінійка (трибометр), штатив із муфтою та лапкою.

Результати вимірювань

Параметри похилої площини:
- Довжина $l = 1.5 \, \text{м}$
- Висота $h = 0.5 \, \text{м}$
Вимірювання ваги бруска та бруска з тягарцями:
- Вага бруска: $P_1 = 2.34 \, \text{Н}$
- Вага бруска з одним тягарцем: $P_2 = 3.34 \, \text{Н}$
- Вага бруска з двома тягарцями: $P_3 = 4.34 \, \text{Н}$
- Вага бруска з трьома тягарцями: $P_4 = 5.34 \, \text{Н}$
Сила тяги для різних випадків:
- Без тягарців: $F_1 = 1.32 \, \text{Н}$
- З одним тягарцем: $F_2 = 1.82 \, \text{Н}$
- З двома тягарцями: $F_3 = 2.32 \, \text{Н}$
- З трьома тягарцями: $F_4 = 2.82 \, \text{Н}$

Обчислення

Корисна робота ( $A_k = P \cdot h$ ):
- Без тягарців: $A_{k1} = 1.17 \, \text{Дж}$
- З одним тягарцем: $A_{k2} = 1.67 \, \text{Дж}$
- З двома тягарцями: $A_{k3} = 2.17 \, \text{Дж}$
- З трьома тягарцями: $A_{k4} = 2.67 \, \text{Дж}$
Повна робота ( $A_p = F \cdot l$ ):
- Без тягарців: $A_{p1} = 1.98 \, \text{Дж}$
- З одним тягарцем: $A_{p2} = 2.73 \, \text{Дж}$
- З двома тягарцями: $A_{p3} = 3.48 \, \text{Дж}$
- З трьома тягарцями: $A_{p4} = 4.23 \, \text{Дж}$
Коефіцієнт корисної дії (ККД) ( $\eta = (A_k / A_p) \cdot 100\%$ ):
- Без тягарців: $\eta_1 = 59.09\%$
- З одним тягарцем: $\eta_2 = 61.17\%$
- З двома тягарцями: $\eta_3 = 62.36\%$
- З трьома тягарцями: $\eta_4 = 63.12\%$

Таблиця результатів

№ досліду	Вага ( $P, Н$ )	Сила тяги ( $F, Н$ )	Корисна робота ( $A_k, Дж$ )	Повна робота ( $A_p, Дж$ )	ККД ( $\eta, %$ )
1	2.34	1.32	1.17	1.98	59.09
2	3.34	1.82	1.67	2.73	61.17
3	4.34	2.32	2.17	3.48	62.36
4	5.34	2.82	2.67	4.23	63.12

Висновок

У ході лабораторної роботи було експериментально підтверджено, що корисна робота при використанні похилої площини менша за повну через втрати на подолання тертя. Було визначено ККД механізму для різних мас тіл. Отримані знання можна застосувати для оцінки ефективності простих механізмів у практичних завданнях.