Munka A – skalár fizikai mennyiség, amelyet a testre ható erő modulusának, az ezen erő hatására bekövetkező elmozdulásának modulusának és az erő- és elmozdulásvektorok közötti szög koszinuszának szorzatával mérünk:

A test mozgásának modulja, erő hatására,

Az erő által végzett munka

Grafikonokon tengelyekben F-S(1. ábra) az erő munkája számszerűen megegyezik az ábra által határolt területtel, amelyet a grafikon, az elmozdulás tengelye és az erőtengellyel párhuzamos egyenesek határolnak.

Ha egy testre több erő hat, akkor a munkaképletben F- ez nem az összes erő eredő ma, hanem pontosan az az erő, amely elvégzi a munkát. Ha egy mozdony húzza a kocsikat, akkor ez az erő a mozdony vonóereje, ha egy testet kötélre emelnek, akkor ez az erő a kötél feszítőereje. Ez lehet a gravitációs erő és a súrlódási erő is, ha a problémafelvetés ezeknek az erőknek a munkájával foglalkozik.

1. példa: 2 kg súlyú test erő hatására F ferde síkon felfelé mozog egy távolságra.. A test távolsága a Föld felszínétől -kal növekszik.

Erővektor F a ferde síkkal párhuzamosan, erőmodulus F egyenlő 30 N. Milyen munkát végzett az erő a mozgás során a ferde síkhoz tartozó referenciakeretben F? Vegyük a szabadesési gyorsulást egyenlőnek , súrlódási együtthatóval

Megoldás: Egy erő munkáját az erővektor és a test elmozdulásvektorának skaláris szorzataként határozzuk meg. Ezért az erő F munkát végzett, amikor egy testet ferde síkban emel fel.

Ha a problémafelvetésben arról beszélünk Bármely mechanizmus teljesítménytényezőjéről (hatékonyságáról) át kell gondolni, hogy milyen munkát végez hasznos és milyen munkát költ.

Mechanizmus hatékonysági tényező (hatékonyság) η A mechanizmus által végzett hasznos munka és az összes ráfordított munka arányát nevezik.

Hasznos munka az, amit el kell végezni, az elköltött munka pedig az, amit valóban el kell végezni.

2. példa. Emeljünk fel egy m tömegű testet egy magasságba h, mozgatva egy ferde hosszsík mentén l vonóerő hatására F tolóerő. Ebben az esetben a hasznos munka a gravitáció és az emelési magasság szorzatával egyenlő:

És a ráfordított munka egyenlő lesz a vonóerő és a ferde sík hosszának szorzatával:

Ez azt jelenti, hogy a ferde sík hatásfoka:

Megjegyzés: Egyetlen mechanizmus hatékonysága sem lehet több 100%-nál - a mechanika aranyszabálya.

Az N (W) teljesítmény a munka sebességének mennyiségi mérőszáma. A teljesítmény egyenlő a munka és a befejezés időtartamának arányával:

A teljesítmény skaláris mennyiség.

Ha a test egyenletesen mozog, akkor a következőket kapjuk:

Hol van az egyenletes mozgás sebessége.

Elektromos ill elektronikus áramkör Kétféle elem létezik: passzív és aktív. Az aktív elem képes folyamatosan energiával ellátni az áramkört - akkumulátort, generátort. Passzív elemek - ellenállások, kondenzátorok, induktorok, csak energiát fogyasztanak.

Mi az aktuális forrás

Az áramforrás olyan eszköz, amely egy áramkört folyamatosan árammal lát el. Egyenáram és váltóáram forrása lehet. Ujratölthető elemek- Ezek egyenáramúak, az elektromos aljzat pedig váltakozó áramú.

Az egyik legérdekesebb jellemzői ellátási források– képesek nem elektromos energiát elektromos energiává alakítani, például:

• vegyi anyagok az akkumulátorokban;
• mechanikus generátorokban;
• napelem stb.

Az elektromos források a következőkre oszthatók:

1. Független;
2. Függő (vezérelt), melynek kimenete az áramkörben máshol lévő feszültségtől vagy áramerősségtől függ, amely lehet állandó vagy időben változó. Elektronikus eszközök egyenértékű tápegységeként használják.

Amikor az áramköri törvényekről és elemzésekről beszélünk, az elektromos tápegységeket gyakran ideálisnak tekintik, vagyis elméletileg képesek végtelen mennyiségű energiát szolgáltatni veszteség nélkül, miközben a jellemzőket egyenes vonallal ábrázolják. A valós vagy gyakorlati forrásokban azonban mindig van belső ellenállás, amely befolyásolja a kimenetüket.

Fontos! Az SP-k csak akkor kapcsolhatók párhuzamosan, ha azonos feszültségértékkel rendelkeznek. A soros csatlakozás befolyásolja a kimeneti feszültséget.

A tápegység belső ellenállását az áramkörrel sorba kapcsolva ábrázoljuk.

Áramforrás teljesítmény és belső ellenállás

Tekintsünk egy egyszerű áramkört, amelyben az akkumulátor emf E-vel és r belső ellenállással rendelkezik, és I árammal látja el az R ellenállású külső ellenállást. A külső ellenállás bármilyen aktív terhelés lehet. Az áramkör fő célja, hogy energiát vigyen át az akkumulátorról a terhelésre, ahol valami hasznosat tesz, például megvilágít egy helyiséget.

Levezetheti a hasznos teljesítmény függését az ellenállástól:

1. Az áramkör egyenértékű ellenállása R + r (mivel a terhelési ellenállás sorba van kötve a külső terheléssel);
2. Az áramkörben folyó áramot a következő kifejezés határozza meg:

1. EMF kimeneti teljesítmény:

Rych. = E x I = E2/(R + r);

1. Hőként disszipált teljesítmény az akkumulátor belső ellenállásán:

Pr = I2xr = E2xr/(R + r)2;

1. A terhelésre átvitt teljesítmény:

P(R) = I2xR = E2xR/(R + r)2;

1. Rych. = Pr + P(R).

Így az akkumulátor kimenő energiájának egy része azonnal elveszik a belső ellenálláson keresztüli hőleadás miatt.

Most ábrázolhatja P(R) R-től való függését, és megtudhatja, hogy a hasznos teljesítmény mekkora terhelésnél veszi fel a maximális értéket. A szélsőség függvényének elemzésekor kiderül, hogy az R növekedésével P(R) monoton nőni fog addig a pontig, amikor R nem egyenlő r-rel. Ezen a ponton a hasznos teljesítmény maximális lesz, majd az R további növelésével monoton csökkenni kezd.

P(R)max = E²/4r, ha R = r. Ebben az esetben I = E/2r.

Fontos! Ez nagyon jelentős eredmény az elektrotechnikában. Az energiaátvitel az áramforrás és a külső terhelés között a leghatékonyabb, ha a terhelési ellenállás megegyezik az áramforrás belső ellenállásával.

Ha a terhelési ellenállás túl nagy, akkor az áramkörön átfolyó áram elég kicsi ahhoz, hogy az energiát észrevehető sebességgel továbbítsa a terhelésnek. Ha a terhelési ellenállás túl alacsony, akkor a kimenő energia nagy része hőként a tápegységen belül disszipálódik.

Ezt az állapotot koordinációnak nevezik. A forrásimpedancia és a külső terhelés összehangolásának egyik példája az audioerősítő és a hangszóró. Az erősítő Zout kimeneti impedanciája 4-8 ohmra van beállítva, míg a hangszóró Zin névleges bemeneti impedanciája mindössze 8 ohm. Ezután, ha egy 8 ohmos hangszórót csatlakoztatunk az erősítő kimenetére, akkor a hangszórót 8 ohmos terhelésként fogja látni. Két 8 ohmos hangszóró egymással párhuzamos csatlakoztatása egyenértékű egy 4 ohmos hangsugárzót meghajtó erősítővel, és mindkét konfiguráció az erősítő kimeneti jellemzőin belül van.

A jelenlegi forrás hatékonysága

Munkavégzés közben Áramütés energia átalakulások történnek. A forrás által végzett teljes munka a teljes elektromos áramkörön keresztül az energia átalakításokhoz, a hasznos munka pedig csak az áramforráshoz csatlakoztatott áramkörben történik.

Az áramforrás hatékonyságának mennyiségi értékelése a munka sebességét meghatározó legjelentősebb mutató szerint történik, – erő:

Az IP kimeneti teljesítményének nem minden részét használja fel az energiafogyasztó. Az elfogyasztott és a forrás által szolgáltatott energia aránya a hatékonysági képlet:

η = hasznos teljesítmény/kimeneti teljesítmény = Ppol./Pout.

Fontos! Mivel a Ppol. szinte minden esetben kisebb, mint Pout, η nem lehet nagyobb 1-nél.

Ez a képlet átalakítható, ha a hatványokat kifejezésekkel helyettesítjük:

1. Forrás kimeneti teljesítmény:

Rych. = I x E = I2 x (R + r) x t;

1. Felhasznált energia:

Rpol. = I x U = I2 x R x t;

1. Együttható:

η = Ppol./Pout. = (I2 x R x t)/(I2 x (R + r) x t) = R/(R + r).

Vagyis az áramforrás hatékonyságát az ellenállások: belső és terhelés aránya határozza meg.

A hatékonysági mutatót gyakran százalékban használják. Ekkor a képlet a következő alakot veszi fel:

η = R/(R + r) x 100%.

A kapott kifejezésből jól látható, hogy ha az illesztési feltétel teljesül (R = r), akkor az η = (R/2 x R) x 100% = 50% együttható. Amikor az átvitt energia a leghatékonyabb, maga a tápegység hatásfoka csak 50%.

Ezzel az együtthatóval értékelik a különböző egyéni vállalkozók és villamosenergia-fogyasztók hatékonyságát.

Példák a hatékonysági értékekre:

• gázturbina – 40%;
• napelem – 15-20%;
• lítium-ion akkumulátor – 89-90%;
• elektromos fűtés – közel 100%;
• izzólámpa – 5-10%;
• LED lámpa – 5-50%;
• hűtőegységek – 20-50%.

A hasznos teljesítmény mutatóit az elvégzett munka típusától függően különböző fogyasztókra számítják ki.

Videó

Valójában a bármilyen eszköz segítségével végzett munka mindig hasznosabb munka, mivel a munka egy része a mechanizmuson belül és annak egyes alkatrészeinek mozgatásakor fellépő súrlódási erőkkel szemben történik. Tehát egy mozgatható blokk segítségével teljesítenek extra munka, magát a tömböt és a kötelet felemelni és a tömbben lévő súrlódási erőket leküzdeni.

Vezessük be a következő jelölést: a hasznos munkát $A_p$, a teljes munkát $A_(poln)$-val jelöljük. Ebben az esetben a következőkkel rendelkezünk:

Meghatározás

Hatékonysági tényező (hatékonyság) a hasznos munka és a befejezett munka arányának nevezzük. Jelöljük a hatékonyságot $\eta $ betűvel, majd:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\ \left(2\right).\]

Leggyakrabban a hatékonyságot százalékban fejezik ki, akkor a definíciója a következő képlet:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\ \left(2\right).\]

A mechanizmusok megalkotásakor azok hatékonyságát igyekeznek növelni, de a mechanizmusokat hatékonysággal egyenlő eggyel(és még inkább több mint egy) nem létezik.

Tehát a hatékonyság egy fizikai mennyiség, amely megmutatja, hogy a hasznos munka mekkora arányt tesz ki az összes megtermelt munkából. A hatékonyság segítségével értékelik az energiát átalakító vagy továbbító, munkát végző eszköz (mechanizmus, rendszer) hatékonyságát.

A mechanizmusok hatékonyságának növelése érdekében megpróbálhatja csökkenteni a súrlódást a tengelyeikben és tömegükben. Ha a súrlódás elhanyagolható, a mechanizmus tömege lényegesen kisebb, mint például a szerkezetet felemelő teher tömege, akkor a hatásfok valamivel kisebb, mint az egység. Ekkor az elvégzett munka megközelítőleg egyenlő a hasznos munkával:

A mechanika aranyszabálya

Emlékeztetni kell arra, hogy a munkahelyi győzelem nem érhető el egyszerű mechanizmussal.

Fejezzük ki a (3) képletben szereplő műveket a megfelelő erő és az ezen erő hatására megtett út szorzataként, majd alakítsuk át a (3) képletet a következő alakra:

A (4) kifejezés azt mutatja, hogy egy egyszerű mechanizmussal annyi erőt nyerünk, mint amennyit utazás közben veszítünk. Ezt a törvényt a mechanika „aranyszabályának” nevezik. Ezt a szabályt ben fogalmazták meg ókori Görögország Alexandriai gém.

Ez a szabály nem veszi figyelembe a súrlódási erők leküzdésének munkáját, ezért hozzávetőleges.

Energiaátvitel hatékonysága

A hatásfok úgy definiálható, mint a hasznos munka és a megvalósításra fordított energia aránya ($Q$):

\[\eta =\frac(A_p)(Q)\cdot 100\%\ \left(5\right).\]

A hőmotor hatásfokának kiszámításához használja a következő képletet:

\[\eta =\frac(Q_n-Q_(ch))(Q_n)\left(6\right),\]

ahol $Q_n$ a fűtőberendezéstől kapott hőmennyiség; $Q_(ch)$ - a hűtőnek átadott hőmennyiség.

Egy ideális hőmotor hatásfoka, amely a Carnot-ciklus szerint működik, egyenlő:

\[\eta =\frac(T_n-T_(ch))(T_n)\left(7\right),\]

ahol $T_n$ a fűtőelem hőmérséklete; $T_(ch)$ - hűtőszekrény hőmérséklete.

Példák hatékonysági problémákra

1. példa

Gyakorlat. A darumotor teljesítménye $N$. $\Delta t$ időintervallumban $m$ tömegű terhet emelt $h$ magasságba. Mennyi a daru hatékonysága?\textit()

Megoldás. A vizsgált feladatban a hasznos munka megegyezik azzal a munkával, amikor egy testet $m$ tömegű teher $h$ magasságba emelünk, ez a gravitációs erő leküzdésének munkája. Ez egyenlő:

A teheremelés során végzett teljes munkát a teljesítmény definíciójával találjuk meg:

Használjuk a hatékonyság definícióját, hogy megtaláljuk:

\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\left(1,3\right).\]

Az (1.3) képletet az (1.1) és (1.2) kifejezések segítségével alakítjuk át:

\[\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%.\]

Válasz.$\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%$

2. példa

Gyakorlat. Ideális gáz Carnot ciklust hajt végre, és a ciklus hatékonysága $\eta $. Mi a munka a gázsűrítési ciklusban állandó hőmérsékleten? A gáz által végzett munka a tágulás során $A_0$

Megoldás. A ciklus hatékonyságát a következőképpen határozzuk meg:

\[\eta =\frac(A_p)(Q)\left(2.1\right).\]

Tekintsük a Carnot-ciklust, és határozzuk meg, mely folyamatokban történik a hőszolgáltatás (ez $Q$ lesz).

Mivel a Carnot-ciklus két izotermából és két adiabatból áll, azonnal kijelenthetjük, hogy az adiabatikus folyamatokban (2-3. és 4-1. folyamat) nincs hőátadás. Az 1-2. izoterm folyamatban hőt szolgáltatnak (1. ábra $Q_1$), a 3-4. izoterm folyamatban hőt távolítanak el ($Q_2$). Kiderül, hogy a (2.1) kifejezésben $Q=Q_1$. Tudjuk, hogy az izoterm folyamat során a rendszerbe juttatott hőmennyiség (a termodinamika első főtétele) teljes mértékben a gáz által végzett munkára megy át, ami azt jelenti:

A gáz hasznos munkát végez, ami egyenlő:

A 3-4 izoterm folyamat során eltávolított hőmennyiség megegyezik a kompresszió munkájával (a munka negatív) (mivel T=const, akkor $Q_2=-A_(34)$). Ennek eredményeként a következőket kaptuk:

Alakítsuk át a (2.1) képletet a (2.2) - (2.4) eredmények figyelembevételével:

\[\eta =\frac(A_(12)+A_(34))(A_(12))\to A_(12)\eta =A_(12)+A_(34)\to A_(34)=( \eta -1)A_(12)\bal(2,4\jobb).\]

Mivel a $A_(12)=A_0 feltétellel,\ $végre megkapjuk:

Válasz.$A_(34)=\left(\eta -1\right)A_0$

1.15.1. Erőműködés az út egyenes szakaszán.

1.15.2. Változó erő munkája íves úton. Grafikus kép munka.

1.15.3. Eredményes munkatétel.

1.15.4. Erő. Hatékonyság.

1.15.5. A rá alkalmazott erő munkája és ereje szilárd test, fix tengely körül forog.

1.15.1. Legyen a lényeg M test, amelyre állandó nagyságú és irányú erő hat , pozícióból lineárisan mozog M pozicionálni M"(1.15.1. ábra), és az erő iránya és a pont mozgási iránya közötti szög egyenlő, a pont által bejárt út pedig egyenlő S.

Erő két komponensre bontható: normál amely nem végez munkát, és egy érintő, amelynek modulusa .

Mivel csak a második komponens végzi a munkát, az erő által végzett munka az egyenlő lesz

Az állandó erő által az alkalmazási pont lineáris mozgása során végzett munka egyenlő az erő modulusának a szorzatával, a terhelési pontja által megtett út hosszával és az erő iránya közötti erő koszinuszával. erő és alkalmazási pontjának mozgási iránya.

Egy erő munkája skaláris mennyiség, vagyis teljes mértékben az általa meghatározott numerikus értékés ismerős.

Az (1.15.1.) képletből egyértelműen kiderül, hogy

1) ha , akkor (erők, amelyek iránya éles sarok alkalmazási pontjuk mozgási irányával pozitív munkát végezzenek);

2) if , then (azok az erők, amelyek iránya tompaszöget zár be az alkalmazási pontjuk mozgási irányával, negatív munkát végeznek);

3) ha vagy , akkor .

Munkaegységenként Nemzetközi rendszer egység (SI), az 1 N erő által végzett munka akkor számít, amikor egy testet 1 m távolságra mozgat az erő irányában. Ezt az egységet joule-nak (rövidítve J) nevezik.

A mechanikában meghonosodott munka fogalma (néha mechanikus munkának is nevezik) a mindennapi tapasztalatokból alakult ki. Meg kell azonban jegyezni, hogy ez nem mindig esik egybe azzal, amit fiziológiai szempontból munkaként értünk. Így az a személy, aki mozdulatlanul, kinyújtott karokon nagy terhelést tart, nyilvánvalóan nem teljesít semmit gépészeti munka(S = 0), élettani szempontból természetesen bizonyos mennyiségű munkát végez (ha nagy és nagyon jelentős a teher súlya).

1.15.2. Az előző bekezdésben megállapított, állandó erő egyenes pályán történő munkája fogalmával térjünk át a legáltalánosabb esetben az erő munkájának kiszámítására.

Legyen az alkalmazás pont M az erő nagyságában és irányában változó AB pozícióból B pozícióba mozog , miközben egy bizonyos görbe vonalú pályát ír le (1.15.2. ábra). Törjük az utat , pont által nagyon sok n olyan kis szakaszba megy át, hogy nagy hiba nélkül minden ilyen szakasz egyenes vonalúnak tekinthető, és az adott szakaszra ható erő mind nagyságrendben, mind irányban állandó. Jelöljük azzal a változó erő modulusának értékei, amelyek az út ezen szakaszaira állandóak , keresztül - az út és az átmenő megfelelő (egyenes) szakaszainak hossza -az alkalmazási pont megfelelő erőirányai és sebessége közötti szögek.

Változó erő által végzett teljes munka a végső úton AB nyilvánvalóan egyenlő lesz az egyes szakaszokon végzett munka összegével:

Egyértelmű, hogy mit nagyobb szám n szakaszon elosztjuk a bejárt utat a változó erő alkalmazási pontjával , annál pontosabban számítják ki ennek az erőnek a munkáját egy adott pályán. A határértékben, amikor az n szakaszok száma végtelenül nagy lesz, mindegyik hossza végtelenül kicsi lesz.

Az erő által az alkalmazási pont végtelen kicsi elmozdulásán végzett munkát ún alapvető munka. Az erő elemi munkáját jelölve keresztül és az átmenő út infinitezimális elemének hossza dS,lesz

. (1.15.2.)

Ezután dolgozzon végig

Egy változó erő munkája egy végső pályán egyenlő egy adott erő elemi munkájának integráljával, az erő alkalmazási pontjának útja változásának határain belül számítva.

Most, miután észrevettük, hogy ennek az integrálnak a kiszámítása sok esetben jelentős nehézségeket okoz, térjünk át egy egyszerűbb és a technológiában gyakran használt grafikus módszerre a változó erő hatásának kiszámítására.

Legyen a lényeg M nagyságrendű és erőiránybeli változó alkalmazása pozícióból elmozdul olyan pozícióba, amelyet a pályáján a megfelelő távolságok határoznak meg És valami elejétől számítva RÓL RŐL(1.15.3. ábra).

Vegyünk egy derékszögű koordináta-rendszert (1.15.3. ábra), és a kiválasztott skálákon ábrázoljuk: az abszcissza tengely mentén a pont s távolságát az origótól, az ordináta tengely mentén pedig az erővetület megfelelő nagyságát. a pont sebességének irányába M alkalmazásai, vagyis egy adott erő érintő komponensének algebrai értéke .

Kapcsolódási pontok megadott koordinátákkal sés F t egy folytonos görbe, megkapjuk a függőség grafikonját .

Az S pályán lévő erő által végzett munkát a megfelelő léptékben ábrázolja az ábra területe(1.15.3. ábra), az abszcissza tengely, egy görbe és két ordináta korlátozza az erő alkalmazási pontjának kezdeti és végső helyzetét.

Az erő munkájának kiszámításakor grafikusan természetesen figyelembe kell venni, hogy milyen léptékben ábrázolták őket a grafikonon s távolságok és az F t erőmodulus megfelelő értékei.

1.15.3. Tétel. Egy bizonyos pályán több erő eredője által végzett munka egyenlő algebrai összeg az alkatrészerők munkája ugyanazon az úton:

ahol = az erők eredője.

1.15.4. Erő Az erő egy olyan mennyiség, amely az erő által végzett munka sebességét jellemzi Ebben a pillanatban idő.

Átlagos teljesítmény egy bizonyos t ideig tartó erő egyenlő az általa ez idő alatt elvégzett A munka és egy adott időtartam arányával:

Erő R erő adott időpontban t egyenlő a t pillanattól kezdődően végtelenül rövid ideig tartó dA erő elemi munka és ennek az időtartamnak a dt értékének az arányával:

Az SI teljesítmény mértékegysége az a teljesítmény, amelyen 1 joule munka 1 másodperc alatt történik. Ezt a teljesítményegységet wattnak (rövidítve W) nevezik.

1 W=1 J/s.

Az (1.15.4.) képlet adott pillanatban a hatalomra más formát kaphat, ha behelyettesítjük az elemi munka korábban megállapított [képlet (1.15.2.)] kifejezését:

Egy erő adott pillanatban érvényes ereje egyenlő egy adott erő ehhez az időpillanathoz tartozó modulusának, az alkalmazási pont sebességének modulusával és az erő irányai közötti szög koszinuszával. erő és az alkalmazási pont sebessége.

Bármely gép működése során az általa fogyasztott teljesítmény egy részét nem a hasznos munka elvégzésére fordítják, hanem a gép működése során elkerülhetetlenül felmerülő, úgynevezett káros ellenállások leküzdésére. Így például az esztergagép által fogyasztott energiát nemcsak a hasznos munka elvégzésére - a forgácsok eltávolítására - fordítják, hanem a gépek mozgó alkatrészeinek súrlódásának leküzdésére és a levegőből való mozgással szembeni ellenállásra is.

Egy gép P P hasznos teljesítményének az általa felhasznált P teljesítményhez viszonyított arányát, vagy egy bizonyos ideig tartó hasznos munka arányát az összes ráfordított A munkához ugyanennyi ideig ún. mechanikai hatásfok.

A teljesítmény együttható (rövidítve: hatékonyság) görög betűvel történő jelölése, ahogy általában lenni szokott (ezt), lesz

A hatékonyság a gépek egyik legfontosabb jellemzője, amely megmutatja, hogy az általa fogyasztott áramot mennyire ésszerűen használják fel.

A teljesen káros ellenállásokat soha nem lehet kiküszöbölni, ezért A hatékonyság mindig kevesebb, mint az egység.

1.15.5. Hagyjuk valamikor M z rögzített tengely körül forgó merev testre (1.15.4. ábra) erő hat . Bontsuk ezt az erőt két egymásra merőleges összetevőre: , a tengelyre merőleges P síkban fekszik z a test forgása, és , merőleges erre a síkra, azaz párhuzamos a z tengellyel

A forgó testre ható erő P teljesítménye egyenlő ezen erő nyomatékának szorzatával szögsebesség testek.

Önellenőrző kérdések.

1. Mit nevezünk elemi erőmunkának?

2. Határozza meg egy erő munkáját az út végső szakaszán.

3. Fogalmazzon meg egy tételt egy eredő erőrendszer működéséről!

4. Hogyan számítjuk ki az állandó erővektor által egy út egyenes szakaszán végzett munkát?

5. Határozza meg az erőt.

6. Mit nevezünk hatékonyságnak?

7. Hogyan számítható ki egy forgástengelyű testre ható erő munkája és teljesítménye?

Az erő eredendően a munkavégzés sebessége. Minél nagyobb az elvégzett munka teljesítménye, annál több munka kerül végrehajtásra időegységenként.

Az átlagos teljesítmény az időegység alatt végzett munka.

A teljesítmény mennyisége egyenesen arányos az elvégzett munka mennyiségével \( A\)és fordítottan arányos az idővel \( t\) amiért a munka elkészült.

Erő\( N\) a következő képlet határozza meg:

A teljesítmény mértékegysége a \(SI\) rendszerben \(Watt\) (orosz jelölés - \(W\), nemzetközi - \(W\)).

Az autók és más járművek motorteljesítményének meghatározásához egy történelmileg ősibb mértékegységet használnak - Lóerő (hp), 1 LE = 736 W.

Példa:

Az autó motorjának teljesítménye körülbelül \(90 LE = 66240 W\).

Egy autó vagy más teljesítménye jármű kiszámítható, ha ismert az autó vonóereje \( F\)és mozgásának sebessége ( v).

Ezt a képletet a teljesítmény meghatározására szolgáló alapképlet átalakításával kapjuk.

Egyetlen készülék sem képes a kezdetben rászolgált energia \(100\)%-át hasznos munkavégzésre felhasználni. Ezért minden eszköz fontos jellemzője nem csak a teljesítmény, hanem az is hatékonyság , amely megmutatja, hogy a készülékbe juttatott energiát milyen hatékonyan használják fel.

Példa:

Ahhoz, hogy az autó mozogjon, a kerekeknek forogniuk kell. És ahhoz, hogy a kerekek forogjanak, a motornak meg kell hajtania a forgattyús mechanizmust (azt a mechanizmust, amely a motor dugattyújának oda-vissza mozgását a kerekek forgó mozgásává alakítja). Ebben az esetben a fogaskerekek forognak, és az energia nagy része hő formájában szabadul fel a környező térbe, ami a szolgáltatott energia elvesztését eredményezi. Egy autómotor hatásfoka \(40 - 45\)%-on belül van. Így kiderül, hogy az autó feltöltésére felhasznált benzinnek csak körülbelül \(40\)%-a megy el a szükséges hasznos munkák elvégzésére - az autó mozgatására.

Ha az autó tankjába \(20\) liter benzint töltünk, akkor csak \(8\) liter megy el az autó mozgatására, és \(12\) liter ég el hasznos munka nélkül.

A hatékonyságot a levél jelzi görög ábécé\("ez"\) η, ez a hasznos teljesítmény aránya \( N\) az N összteljesítményre vagy teljes teljesítményre.

Meghatározásához használja a következő képletet: η = N N kész. Mivel definíció szerint a hatásfok egy teljesítményarány, nincs mértékegysége.

Gyakran százalékban fejezik ki. Ha a hatásfokot százalékban fejezzük ki, akkor használja a következő képletet: η = N N összesen ⋅ 100%.