Puterea şi randamentul. Exemplul planului înclinat.
Tag-uri
Partajeaza in Google Classroom

Transcript
în cea de a doua Lecție despre
legile de conservare din mecanică
vom vorbi despre noțiunile de putere
și randament lucru mecanic acoperă
noțiunea de efort depus de un om
sau mașină pentru mișcarea unui
corp dar și nu cea de putere folosit
în aceste mișcare Spre exemplu
Să considerăm că avem o remorcă
de greutate destul de mare să spunem
jumătate de tonă Care este tractată
de un automobil de la București
la Constanța Deci automobilul va
dezvolta o forță de tracțiune f
care va genera această deplasare
dintre București și Constanța lucru
mecanic sau efortul depus pentru
a remorca această remorcă ia același
și pentru o mașină cu o puterea
motorului mai mică să zicem un
Logan dar și pentru o mașină cu
o putere mai mare să zicem un Audi
A6 deci diferența dintre puterea
celor două mașini apare atunci
când Încercăm să facem un acest
lucru această tractare are morții
în tu un timp cât mai scurt atât
timp cât nu consideră intervalul
de timp necesar tractării lucrul
mecanic efectuat este același și
nu putem diferenția între vreau
puterile celor două mașini deci
noțiunea de putere trebuie cumva
legată atât de noțiunile de efort
depus sau în termenii fizicii lucru
mecanic dar și de noțiunea de timp
sau durată necesară depunerii acestui
efort în particular vom sesiza
diferența dintre cele două mașini
cu puteri foarte diferite atunci
când vom cere ca acestei forțe
lucrul mecanic să fie efectuat
un timp cât mai scurt în consecință
puterea se introduce în fizică
prin această Definiți puterea medie
a variația lucrului mecanic efectuat
în unitatea de Timp Aceasta dacă
Considerăm că lucrul mecanic toate
lungul deplasării nu este constant
ceea ce este valabil în general
dacă lucrul mecanic este constant
dar lungul deplasării atunci puterea
efectuată sau puterea dezvoltată
de om sau de mașină va fi lucrul
mecanic împărțită la dacă Forța
de tracțiune forța motoare motoare
este constantă știm că lucrul mecanic
este egal cu produsul dintre forța
constantă și deplasarea produsă
de nici dacă lucru Dacă Forța este
constantă variația lucrului mecanic
va fi f forța constantă înmulțit
cu Delta de și atunci puterea medie
va fi forța înmulțit cu Delta de
împărțit la Delta t Deci puterea
medie va fi produsul dintre forța
constantă și viteza medie de a
lungul deplasări sex cu Tom despre
randament este bine știut că dacă
un om sau mașină depune un efort
sau lucrul mecanic pentru activitate
nu tot efortul sau lucruri depuse
consumă pentru acea activitate
Deci daca avem o anumită putere
sau lucrul mecanic investiti ele
se vor duce în activitatea dorită
sau efectul dorit să spunem efectul
dorit dar întotdeauna vom avea
și efecte nedorite sau colaterale
care nu pot fi evitate Deci o parte
din puterea sau lucrul investit
se va duce și în alte activități
decât cea principală ce a dorit
în general puterea totală sau lucru
total consumat întru activitate
se poate împărți în trei categorii
puterea utilă sau lucru util este
cea investită în efectul pe care
îl dorim în cazul exemplului de
mai devreme al automobilelor care
transportă remorca de la București
la Constanța activitatea dorită
este tractarea remorci la puterea
utilă sau lucru tils film cu puterea
sau lucrul efectuat Exclusiv în
activitatea de tractare a remorci
o altă parte a puterii va fi o
putere disipata sau un lucru de
săpat în învingerea diferitelor
forțe rezistente ce apar Na ce
activitate forțe de frecare de
exemplu între transmisia între
componentele transmisiei automobilului
sau cu șoseaua Dar putem avea și
alte forțe rezistente precum rezistența
aerului la înaintarea mobilului
în special dacă să zicem este o
zi cu o furtună atunci o parte
semnificativă a puterii motorului
generată de motor este consumată
pentru a putea înainta împotriva
unui vânt puternic din față o altă
și a treia categorie de putere
investită este Puterea sau lucru
de funcționare acestea sunt activități
secundare dar necesare Spre exemplu
în cazul automobilului funcționarea
automobilului care duce la efectul
dorit de tractare a remorcii implicăm
și funcționarea multor componente
în implicate direct în tratarea
remorcii putere electrică Un automobil
are nevoie de sisteme electrice
sisteme de direcție care sunt cesare
consumă putere sau lucru mecanic
dar nu sunt implicate direct în
tractare remorci randamentul este
definit ca raportul dintre puterea
utilă și puterea totală consumat
sau în termeni de lucru mecanic
este lucrul mecanic util împărțit
la lucrul mecanic consumat roșii
este o mărime care are foarte multe
sens este raportul dintre cât de
mult efort de punem cât de multă
putere consumam și cât din ea este
folosită pentru activitatea dorită
principală după cum am spus lucrul
mecanic sau puterea consumată totală
va fi suma dintre toate aceste
componente lucrul mecanic util
lucrul mecanic disipat și lucrul
mecanic pentru funcționarea instrumentului
motorului mașinii sau despre ce
este vorba în consecință prin definiție
și prin definiția acestor componente
ale puterii sau lucrul mecanic
total randamentul va fi întotdeauna
mai mic decât tu Haideți să calculăm
randamentul unei mașini simple
și anume a planului înclinat dinamica
planului înclinat a corpului pe
un plan înclinat a fost rezolvată
într o lecție de mecanică newtonian
planul înclinat o mașină simplă
pentru ridicarea corpurilor grele
la o înălțime H precum arătăm în
această schemă chiar un corp de
masă M și greutate G ridicat un
o anumită înălțime H de o forță
numită forța utilă lucrul mecanic
util este cel folosit strict pentru
această activitate deci el va avea
valoarea lucrul mecanic util este
egal cu forța de care înmulțită
cu deplasarea adică forța de urcare
este egală cu gem greutatea corpului
înmulțită cu h Deci lucrul mecanic
util va fi egal cu m g h un mic
comentariu dacă forța de urcare
este mai mare decât gem atunci
vom obține o accelerație la oricare
care va fi egală cu diferența dintre
cele două forțe împărțite la masă
dar aceasta accelerare a corpului
nu este utilă pentru ridicarea
lui deci de această diferență în
forța de urcare peste greutate
Nu trebuie inclusă în lucru mecanic
util ia finule fac colaterale nefiind
utilă activității principale și
anume de urcare a corpului planul
înclinat face același lucru adică
duce corpul la aceeași înălțime
H dar dea lungul planului înclinat
să calculăm lucrul mecanic total
consumat pentru a face acest lucru
conform schemei 2 deci lucrul mecanic
consumat va fi egală cu forța din
FC din cazul 2 înmulțită cu deplasarea
Care este el pentru a calcula FC
scrie mă forțele pe celor două
coordonate trecem peste câteva
detalii pentru că din nou cazul
dinamicii corpul Pe planul înclinat
a fost rezolvat într o lecție de
mecanică cu de mecanică în italiană
Deci trece direct la ecuațiile
de bază în și obținem că pe axa
o x f c este egal cu forța de frecare
plus mg sinus de Alfa și pe axa
o y în forța normală m este egal
cu mg cosinus de Alfa din nou am
considerat că accelerația corpului
este 0 din același motive ca cele
descrise în cazul 1 rezultă că
f c este egal cu mg pe lângă sinus
de Alfa plus mio cosinus de Alfa
de asemeni știind că l este egal
cu h împărțit la sinus de Alfa
sinus de Alfa este egal cu h împărțit
la el cateta împărțită la ipotenuză
Deci rezultă că lucrul mecanic
consumat este egal cu m g h cu
mulți cu sinus de Alfa plus cosinus
de Alfa împărțit la sinus de Alfa
Deci lucrul mecanic consumat este
egal cu m g h pe lângă 1 plus minus
cotangentă de Alfa că raportul
dintre lucrul mecanic util și lucrul
mecanic consumat obținem randamentul
aceste mașini simple pleci cu împărțit
la el si lucrul mecanic util împărțit
la lucrul mecanic consumat și egal
cu 1 supra 1 plus coeficientul
de frecare cotangentă de Alfa acesta
este randamentul planului înclinat
după cum se observă mai mic decât
unul am ținut cont numai de lucru
mecanic disipat prin frecare cu
planul înclinat la corpului alte
efecte disipative sau consumul
cont colaterale pot fi incluse
în calcularea lucrului mecanic
consumat total și bineînțeles acestea
vor duce la reducerea randamentului
planului înclinat