Это лабораторная работа по физике для 7 класса. Темой работы является определение коэффициента полезного действия (КПД) наклонной плоскости.
Цель работы:
1. Определить выигрыш в силе, который дает наклонная плоскость.
2. Изучить на практике соотношение между полезной и затраченной работой.
3. Научиться определять КПД наклонной плоскости.
Оборудование:
* Наклонная плоскость
* Брусок
* Динамометр
* Линейка
Ход работы:
1. Установите наклонную плоскость под небольшим углом к горизонту.
2. Измерьте высоту (\(h\)) и длину (\(s\)) наклонной плоскости. Запишите значения в метрах.
3. Определите вес бруска (\(P\)) в Ньютонах. Вес можно измерить динамометром.
4. Положите брусок на наклонную плоскость и равномерно поднимайте его вверх, измеряя силу тяги (\(F_{тр}\)), действующую на брусок. Запишите значение в Ньютонах.
5. Рассчитайте полезную и затраченную работу:
* Полезная работа (\(A_{пол}\)) вычисляется как произведение веса бруска на высоту подъема: \(A_{пол} = P \cdot h\). Результат измеряется в Джоулях.
* Затраченная работа (\(A_{зат}\)) вычисляется как произведение силы тяги на длину наклонной плоскости: \(A_{зат} = F \cdot s\). Результат измеряется в Джоулях.
6. Занесите все полученные данные в таблицу.
7. Рассчитайте коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости по формуле:
\[\eta = \frac{A_{пол}}{A_{зат}} \cdot 100\%\]
Результат выразите в процентах.
Контрольные вопросы:
1. Может ли полезная работа быть больше полной? – Нет, полезная работа всегда меньше или равна полной работе, так как часть энергии теряется на преодоление трения.
2. Что такое коэффициент полезного действия? – Коэффициент полезного действия (КПД) показывает, какая часть затраченной энергии превращается в полезную работу. Это отношение полезной работы к затраченной, выраженное в процентах.
3. Может ли КПД быть больше 100%? – Нет, КПД не может быть больше 100%, так как это означало бы, что полезная работа больше затраченной, что невозможно из-за закона сохранения энергии и потерь на трение.