Физикадагы рычаг. Рычагдын эффективдүүлүгүн аныктоо формуласы. Тапшырма үлгүсү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Адам тарабынан жаратылган ар кандай машина же механизм кандайдыр бир пайдалуу иштерди аткаруу үчүн иштелип чыккан. Аны жасоо үчүн энергия талап кылынат. Сарпталган жана пайдалуу эмгектин катышы женундегу маселени рычагдын эффективдуулугун аныктоонун мисалында карап чыгалы.

Рычагы жөнүндө

Рычаг – күчтү чоңдукка жана багытка өзгөртүү үчүн кызмат кылган жөнөкөй механизм. Ал устундан жана таянычтан турат, жалпы учурда анын эки колу болот. Ар бир куралга күч колдонулат. Эки күч тең ийинди карама-каршы тарапка бурушат. Ошондуктан, алардын бири дайыма экинчисине каршы иштейт.

Рычаг жолдо же күчтө жеңишке жетүүгө мүмкүндүк берет, ошол эле учурда күч же жолдо жоготуу болот. Анын ийинин тең салмактуулугун сүрөттөгөн негизги рычаг формуласы төмөндө келтирилген:

F/R=d_R/d_F.

Бул жерде F күчү R жүгүнүн салмагына каршы иштейт, узундугу d_F ийнине таасир этет. Жүк ийнинде, узундугу d_{R. Формула күчтөр менен ийиндердин ортосундагы тескери пропорционалдыкты чагылдырат.}

Кийинки көз ирмем. Ийиндер башталгандакыймылдаганда, алардын бири h₁ бийиктикке көтөрүлсө, экинчиси h_{2 бийиктикке түшөт. Ийиндердин айлануу бурчу бирдей боло тургандыктан, башка күчтөр жок болгондо, жогорудагы формуланы төмөнкүдөй кайра жазууга болот:}

F/R=h₁/h_2.

Мындан ары бул формула рычагдын натыйжалуулугун аныктоо үчүн колдонулат.

Жөнөкөй механизмдин эффективдүүлүгү

Физикадагы иш күчтүн жана ал аракет кылган жолдун көбөйтүндүсүнө барабар баалуулук экенин эстей кетели:

A=Fl.

Ар кандай механизмдин эффективдүүлүгү анын ишинин натыйжалуулугун мүнөздөйт. Аны бул формула менен эсептей аласыз:

Натыйжалуулук=A_p/A_z100%.

Бул жерде A_p механизм аткарган пайдалуу иш болсо, A_{z жумшалышы керек болгон жумуш.}

Адамзат тарых бою A_z=A_p болгон механизмдерди түзүүгө аракет кылып келет, бирок бул теңчиликке азырынча эч ким жете элек. Сарпталган жумуш ар дайым A_{p маанисинен чоңураак.}

Мурунку абзацта алынган рычагдын формуласын колдонуп, рычагдын эффективдүүлүгүн аныктоо формуласын жазсак болот:

A_p=Rh₁; A_h=Fh_2;

Эффективдүүлүк=A_p/A_z 100%=Rh₁ /(Fh_2)100%.

Эгер рычаг үчүн тиешелүү туюнтманы эске алсак, анын эффективдүүлүгү 100%га барабар болуп сезилиши мүмкүн. Бирок, бул андай эмес, анткени огунда дайыма сүрүлүү барайлануу жана аба сүрүлүү. Бул процесстердин натыйжасында сарпталган жумуш жарым-жартылай айлана-чөйрөнү жана рычагдын бөлүктөрүн жылытууга жумшалат, ошондуктан механизмдин эффективдүүлүгү ар дайым 100% дан аз болот.

Натыйжалуулукту аныктоо көйгөйү

Рычкага колдонулган күч F=18 Н салмагы 3 кг жүктүн 0,3 метр бийиктикке көтөрүлүшүнө алып келди деп ойлойлу. F күчүн колдонуу ийинин 0,6 метрге төмөндөгөнүн эске алып, рычагдын эффективдүүлүгүн эсептеңиз.

Пайдалуу жана сарпталган жумушту эсептеңиз:

A_p=Rh₁=mgh_{1=39,810,3=8,829 Дж;}

А_з=Fh_{2=180,6=10,8 J.}

Көрүп тургандай, A_z > A_{p. Рычагдын натыйжалуулугу:}

Efficiency=A_p/A_{z100%=8, 829/10, 8100%=81, 75 %.}

Бул эффективдүүлүктүн маанисин рычагдын айлануу огуна майлоочу майлоо аркылуу көбөйтүүгө болот.