Физика · 7 класс. Итоговая практика: разберите схему и проверьте условия.
Разберите механизм
Определите полезное действие, опору рычага или подвижную часть блока. Уточните, где приложено усилие и по какому пути движется эта точка. Для пандуса отдельно отметьте длину склона и вертикальную высоту.
Проверьте идеализацию
Слова «без трения», «невесомая нить», «невесомый рычаг» и «равномерно» относятся к конкретным условиям. Не исключайте массу подвижного блока, если она дана. Не считайте любой механизм идеальным по умолчанию.
Выберите уравнение
Для равновесия рычага сравните суммы противоположных моментов. Для одного идеального подвижного блока с двумя вертикальными ветвями F = P/2 и s = 2h. Для равномерного подъёма по идеальной наклонной плоскости F = Ph/L. Для КПД используйте η = Aпол/Aзатр.
Согласуйте единицы
Силы выражают в Н, моменты — в Н·м, работы — в Дж. В отношении плеч или высоты и длины допустимы одинаковые единицы длины; для отдельного момента или работы нужны метры. Проценты переводят в долю перед умножением или делением.
Оцените ответ
При выигрыше в силе идеальный механизм требует большего пути приложения усилия. Для подъёма с потерями затраченная работа больше mgh. КПД не превосходит 100% без дополнительного источника энергии; выигрыш в силе не равен КПД. После вычисления запишите единицу и объясните, к какой силе, работе или расстоянию относится ответ.
Проверьте себя
Идеальный механизм уменьшил силу с 100 до 50 Н. Каков путь усилия при подъёме груза на 1 м?
2 м. Работы равны: 50 × 2 = 100 × 1 = 100 Дж.
Сила 20 Н, плечо 30 см. Модуль момента?
0,3 м × 20 Н = 6 Н·м.
Груз 8 кг и подвижный блок 2 кг поддерживаются двумя вертикальными ветвями невесомой нити; подъём равномерный, трения нет, g = 10 Н/кг. Тяга?
(8+2) × 10/2 = 50 Н.
Идеальная наклонная плоскость: P = 100 Н, L = 5 м, h = 1 м. Постоянная тяга вдоль склона для равномерного подъёма?
20 Н.
Полезная работа 80 Дж, затраченная 100 Дж. КПД?
80%.
Груз 8 кг равномерно подняли на 3 м, g = 10 Н/кг, КПД 60%. Затраченная работа?
8 × 10 × 3/0,6 = 400 Дж.