Физикийн хөшүүрэг. Хөшүүргийн үр ашгийг тодорхойлох томъёо. Даалгаврын жишээ

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 13:59

Хүний бүтээсэн аливаа машин механизм нь ямар нэгэн ашигтай ажил хийх зориулалттай. Үүнийг хийхэд эрч хүч хэрэгтэй. Хөшүүргийн үр ашгийг тодорхойлох жишээн дээр зарцуулсан ба ашигтай ажлын харьцааны асуудлыг авч үзье.

Хөшүүргийн тухай

Хөшүүрэг нь хүчийг хэмжээ болон чиглэлд өөрчлөх аливаа энгийн механизм юм. Энэ нь дам нуруу, тулгуураас бүрддэг бөгөөд ерөнхий тохиолдолд хоёр гартай байдаг. Гар тус бүр дээр хүч үйлчилдэг. Хоёр хүч хоёулаа мөрийг эсрэг чиглэлд эргүүлэх хандлагатай байдаг. Тиймээс тэдний нэг нь нөгөөгийнхөө эсрэг үргэлж ажилладаг.

Хөшүүрэг нь таныг замдаа эсвэл хүч чадлаар ялах боломжийг олгодог бол хүч чадал эсвэл замд тус тус алдах болно. Түүний мөрний тэнцвэрийг тодорхойлсон хөшүүргийн үндсэн томъёог доор өгөв:

F/R=d_R/d_F.

Энд F хүч нь R ачааны жингийн эсрэг ажилладаг бөгөөд d_F урттай мөрөнд үйлчилдэг. Ачаалал нь d_{R урттай мөрөн дээр байна. Томъёо нь хүч ба мөрний харьцааны урвуу пропорционалийг тусгасан болно.}

Дараагийн мөч. Мөр эхлэх үедхөдөлж, тэдгээрийн нэг нь h₁ өндөрт өргөгдөж, нөгөө нь h_{2 өндөрт унана. Мөрний эргэлтийн өнцөг ижил байх тул бусад хүч байхгүй тохиолдолд дээрх томъёог дараах байдлаар дахин бичиж болно:}

F/R=h₁/h_2.

Цаашид энэ томьёог хөшүүргийн үр ашгийг тодорхойлоход ашиглана.

Энгийн механизмын үр ашиг

Физикийн ажил нь хүчний үржвэр болон үйлчилж байсан замтай тэнцэх утга гэдгийг санаарай:

A=Fl.

Аливаа механизмын үр ашиг нь түүний ажлын үр ашгийг тодорхойлдог. Та үүнийг дараах томъёогоор тооцоолж болно:

Үр ашиг=A_p/A_z100%.

А_p нь механизмын хийсэн ашигтай ажил бол A_{z нь зарцуулах ёстой ажил юм.}

Хүн төрөлхтөн түүхийн туршид A_z=A_p механизмыг бий болгохыг хичээж ирсэн боловч хэн ч хараахан энэ тэгш байдалд хүрч чадаагүй байна. Зарцуулсан ажил нь үргэлж A_{p-ээс их байна.}

Өмнөх догол мөрөнд авсан хөшүүргийн томъёог ашиглан хөшүүргийн үр ашгийг тодорхойлох томъёог бичиж болно:

A_p=Rh₁; A_h=Fh_2;

Үр ашигтай байдал=A_p/A_z 100%=Rh₁ /(Fh_2)100%.

Хэрэв бид хөшүүргийн харгалзах илэрхийллийг харгалзан үзвэл түүний үр ашиг 100% байх болно. Гэсэн хэдий ч тэнхлэгт үргэлж үрэлт байдаг тул энэ нь тийм биш юмэргэлт ба агаарын үрэлт. Эдгээр үйл явцын үр дүнд зарцуулсан ажил нь орчин болон хөшүүргийн хэсгүүдийг халаахад хэсэгчлэн зарцуулагддаг тул механизмын үр ашиг үргэлж 100% -иас бага байдаг.

Үр ашгийг тодорхойлох асуудал

Хөшүүрэгт үзүүлсэн хүч F=18 Н нь 3 кг жинтэй ачааг 0.3 метр өндөрт өргөхөд хүргэсэн гэж үзье. F хүч хэрэглэх мөр 0.6 метрээр буурсаныг харгалзан хөшүүргийн үр ашгийг тооцоол.

Ашигтай болон зарцуулсан ажлыг тооцоолох:

A_p=Rh₁=mgh_{1=39.810.3=8.829 Ж;}

А_з=Fh_{2=180.6=10.8 Ж.}

Таны харж байгаагаар A_z > A_{p. Хөшүүргийн үр ашиг:}

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

Энэ үр ашгийн утгыг хөшүүргийн эргэлтийн тэнхлэгт тосолгооны материал түрхэх замаар нэмэгдүүлэх боломжтой.