Лабораторная работа №12. Определение КПД наклонной плоскости
Цель работы: Определить коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости. Проверить гипотезу: «КПД простого механизма меньше 100% (на примере наклонной плоскости)».
Приборы и материалы: Деревянная доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой.
Ход работы:
1. Определите с помощью динамометра вес P бруска.
Определим с помощью динамометра вес бруска: P = 0,46 Н.
Вернуть оригинал2. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений без учёта погрешности записывайте в таблицу 20.
Абсолютная погрешность ΔP равна цене деления динамометра: ΔP = 0,02 Н.
Вернуть оригинал3. Соберите установку по рисунку 200.
4. Измерьте высоту h наклонной плоскости.
Высота наклонной плоскости h = 21 см = 0,21 м
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность Δh равна цене деления линейки: Δh = 0,1 см = 0,001 м.
Вернуть оригинал5. Вычислите полезную работу по формуле: Aп = Ph.
Полезная работа равна Ап = Ph = 0,46 × 0,21 = 0,097 Дж.
Вернуть оригинал6. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости, прикладывая силу вдоль доски.
Поднимаем брусок по наклонной плоскости с постоянной скоростью.
Вернуть оригинал7. В процессе движения бруска измерьте силу тяги F.
С помощью динамометра смотрим, какая сила была приложена, чтобы перемещать брусок: F = 0,28 Н.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность ΔF равна цене деления динамометра: ΔF = 0,02 Н.
Вернуть оригинал8. Измерьте с помощью линейки путь s, который проделал брусок.
Путь, который проходит брусок, равен: S = 40 см = 0,4 м.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность ΔS равна цене деления линейки: ΔS = 0,1 см = 0,001 м.
Вернуть оригинал9. Вычислите затраченную работу по подъёму бруска по формуле: A3 = Fs.
Затраченная работа равна Аз = FS = 0,28 × 0,4 = 0,112 Дж
Вернуть оригинал10. Определите КПД наклонной плоскости: η = (Ап/А3)×100%.
Определяем КПД наклонной плоскости: η = \(\frac{Ап}{Аз}\) × 100% = \(\frac{0,097}{0,112}\) × 100% = 87%
Вернуть оригинал| h1 ± Δh, м | P ± ΔP, H | Ап, Дж | S ± ΔS, м | F ± ΔF, H | Аз, Дж | η, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,210 ± 0,001 | 0,46 ± 0,02 | 0,097 | 0,400 ± 0,001 | 0,28 ± 0,02 | 0,112 | 87 |
11. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.
Вывод: мы определили коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости и на опыте убедились, что полезная работа всегда меньше затраченной и КПД простого механизма всегда меньше 100%.