Как найти полезную работу: формула. Как найти полезную работу в физике формула

Когда ложка падает, смещение опускается. Только гравитация направлена в ту же сторону, что и смещение. Это означает, что он действует положительно.

Понятие КПД: определение, формула и применение в физике

Физика — это наука, изучающая процессы, происходящие в природе. Эта наука очень интересна и любопытна. Это происходит потому, что каждый из нас хочет получить душевное удовлетворение, приобретая знания и понимание того, как и что работает в нашем мире. Физика, законы которой были выведены десятками ученых на протяжении веков, помогает справиться с этой задачей, и мы должны наслаждаться и впитывать знания, которые она нам предлагает.

Но в то же время физика, как и сама природа, не является простой наукой, а понимать ее может быть очень интересно. Сегодня мы поговорим об эффективности. Мы увидим, что такое эффективность и зачем она нам нужна. Мы делаем это понятным и интересным.

Определение и расшифровка КПД

Сокращенное обозначение производительности — коэффициенты производительности. Однако даже такая интерпретация может быть не столь однозначной, как кажется на первый взгляд. Он описывает эффективность системы или отдельного органа, а чаще механизма. Производительность — это производство или преобразование энергии.

Этот коэффициент можно применить практически ко всему, что нас окружает, и даже к самим себе. Термин «эффективность» используется потому, что, в конце концов, мы постоянно используем полезную работу, но как часто и насколько часто она выполняется.

Важно отметить, что этот коэффициент является неограниченной величиной, обычно это математическое значение, такое как 0 и 1, или, как это часто бывает, процент.

В физике этот коэффициент обозначается буквой ƞ или, как принято, eta.

Полезная работа

Он обязательно работает, когда используется механизм или устройство. Как правило, она всегда больше, чем требуется для выполнения каждой задачи. Исходя из этих данных, выделяются два типа работ. Она дорогая и использует большую букву, обозначаемую буквой A с маленькой H (AZ), и букву P (AP). Например, возьмем следующий случай. Есть задание поднять валун на определенную высоту и с определенной массой. В этом случае проект описывает только преодоление силы тяжести, которая действует на груз.

Помимо тяжести валуна, важно учитывать тяжесть детали, если она используется для подъема устройства. И помимо всего этого, важно помнить, что хотя мы берем власть и побеждаем, мы всегда проигрываем поездку. Все это приводит к выводу, что в любом случае более полезным является проект AZ> AP, поскольку задача состоит в том, чтобы максимально уменьшить эту разницу и тем самым улучшить производительность. или наши устройства.

Полезная работа — это часть затрат, сделанных при использовании механизма. Производительность — это натуральная величина того, насколько полезен полезный проект по сравнению с проектом в целом.

• Входной проект AZ всегда больше, чем выходной проект AP.
• Όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος του ωφέλιμου προς το δαπανηθέν έργο, τόσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής και αντίστροφα.
• Το Ap βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας τη μάζα με την επιτάχυνση της βαρύτητας και το ύψος ανόδου.

Σε γενικές γραμμές, ο συντελεστής απόδοσης δείχνει πόσο αποτελεσματικά μια μηχανή μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε μια άλλη. Εάν η ισχύς μεταβάλλεται με το χρόνο, το έργο βρίσκεται ως το εμβαδόν του σχήματος κάτω από τη γραφική παράσταση της ισχύος σε σχέση με το χρόνο:

Как найти полезную работу: формула

При выборе технического устройства всегда обращают внимание на эффективность его работы. Другими словами, насколько он энергоэффективен? Ответ на этот вопрос можно получить, рассчитав коэффициент его эффективности. Тогда становится ясно, сколько усилий необходимо приложить для достижения полезного результата работы.

Термин «коэффициент полезного действия» широко используется как в повседневной жизни, так и среди профессионалов. Под ним понимается то, насколько совершенный труд превышает полезный труд, то есть труд по приобретению механизма или устройства.

Ученые разработали специальную формулу: коэффициент эффективности — это отношение количества выполненных работ к количеству полезных работ. Отсюда следует, что коэффициент эффективности всегда меньше единицы. Для расчета коэффициента полезная работа, выраженная в джоулях, должна быть разделена на энергию, затраченную на эту работу. Поскольку энергия также выражается в джоулях, окончательное расчетное значение является безразмерным.

Осторожно. Если преподаватель обнаружит плагиат в вашей работе, вам не избежать серьезных проблем (вплоть до исключения из школы). Если вы не можете написать его самостоятельно, вы можете заказать его здесь.

На повседневном языке эта концепция объясняется следующим образом. Энергия, выделяемая плитой, на которую приходится кипятить чайник, расходуется не только на его нагрев. Сам чайник, воздух вокруг него и сам нагревательный элемент должны быть нагреты. Только часть его затем используется для перекачки воды. Чтобы сориентироваться во времени, которое требуется для кипячения одного и того же объема чайника на разных типах плит, необходимо знать их КПД.

Чтобы найти наиболее эффективное устройство, не следует останавливаться на одном. Такого не существует. Например, эффективность атомных электростанций составляет около 35%.

На это есть две причины.

1. Исходя из закона сохранения энергии, невозможно получить больше выполненной работы, чем затраченной энергии.
2. Любая работа связана с некоторыми потерями, даже при нагревании емкостей или преодолении сил трения при движении по поверхности.

Термин «эффективность» применим практически ко всем процессам, в которых выполняется дорогостоящая и полезная работа.

Применение в различных областях физики

Характеризуя коэффициенты эффективности, следует отметить, что они не являются постоянными, так как в каждом конкретном случае имеются свои особенности энергозатрат. С другой стороны, его нельзя установить в отрыве от конкретного процесса. Рассматривая работу электродвигателя, значение его КПД формируется на основе преобразования энергии тока в механическую работу.

В этом случае КПД рассматривается не как отношение полезной работы к общей работе, а как отношение выходной мощности к мощности, вводимой в рабочий механизм.

Уравнение (η = P₂/ P₁) П должен включать.₁ -первичная власть и P₂ -мощность устройства.

В качестве первого примера, значения работы и потребления энергии используются для получения уравнения эффективности для варианта определения (уравнение для определения эффективности теплового двигателя). Условные обозначения в нем следующие

• Q₁ -количество энергии (или тепла), полученной от системы отопления.
• Q₂ -это количество энергии (или тепла), отданное в процессе деятельности.
• Q₁ -Q₂ -энергия (или тепло), поступившая в процесс.

В результате получается следующее уравнение.

Физическая формула КПД

Внешний вид физического уравнения улучшается, если вышеуказанные функции и результаты должны быть выражены в процентах.

Примеры расчета КПД

Эта формула используется для расчета коэффициентов для различных типов машин.

Имеется 10 кг дров, их теплотворная способность составляет 95 Дж/кг. При горении в помещении объемом 75 м3 устанавливается температура 22oC (при условии, что удельная теплоемкость воздуха составляет 1,3 кДж/кгград).

Решение состоит из нескольких шагов.

1. 1 300 Дж при 75 (объем) и 22 (температура). 2 145 кДж. Это тепло, выраженное в КДж, в воздухе помещения.
2. Умножьте 10700 000 Дж на 10 (объем древесины) = 10х107 кдж.
3. Деление полезного тепла на общее количество тепла, произведенного нагревателем, дает значение 2,5%. Это указывает на низкую производительность устройства, высокое потребление FIRE и необходимость внесения изменений в конструкцию. Поэтому дымоход должен быть способен нагревать не только воздух, но и предметы в пространстве.

В доме установлено 80 электрических обогревателей. Мощность радиаторов составляет 2 кВт. Было замечено, что для нагрева воды с 12 o c до 70 o C требуется три часа. Необходимо определить производительность устройства.

Дополнительные данные: плотность воды составляет 1000 кг/м 3 , а ее теплоемкость — 4200 дж/кг* о С.

Проблема должна быть решена с помощью типа.

)

Температура воды, залитой в котел паровоза, составляет 160 o C. Температура в холодильнике составляет 10 o C. Производительность машины составляет 60%. Сжигание 200 кг углерода в печи. Его специальная теплота сгорания составляет 2,9-107 дж/кг. Какова максимальная рабочая мощность этой машины?

Решение заключается в следующем. é_Макс. Возможна идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно. Его производительность равна (t₁ — журнал₂) / false₁. В этом типе t₁ и t₂ — Это температура нагревателя и холодильника.

Тип: 계 (계 eta \; = \; a \ div q_1 \) используется для определения производительности. У этого типа A работа тепловой машины, Q₁ — Тепло поглощается нагревателем. С другой стороны, она равна 섹 (섹 eta_1 \ times m \ times q \).

Теперь мы знаем определение эффективности и понимаем это природное понятие и его отдельные элементы и оттенки. Физика — одна из величайших наук, но ее можно анализировать по частям, чтобы сделать понятной. Сегодня мы изучили одну из таких работ.

Работа силы трения

В земных условиях на каждое движущееся тело действуют силы трения, которые замедляют его движение. В большинстве случаев это трение поверхности, по которой движется объект. Это видно из того, что скорость тела колеблется по мере воздействия на него силы.

Следовательно, должна существовать другая сила, противодействующая ей — и это трение. Если система координат выбрана в направлении движения тела, ее значение будет отрицательным.

Положительная и отрицательная работа

Арифметическое значение проекта, выполняемого силой, может быть отрицательным, если этот вектор противостоит вектору скорости.

Другими словами, сила может не только придавать телу скорость для движения, но и препятствовать его движению. В этом случае она называется встречной силой.

Полезная или затраченная работа

Существует два рабочих значения для тела, выполняющего одно и то же действие. Первая из этих работ рассчитывается по обычным типам.

Вторая стоимость не имеет калькуляции общего типа и измеряется на практике. Разница между фактически выполненной работой и теоретически выполненной работой является коэффициентом производительности. Он рассчитывается следующим образом:.

Коэффициент эффективности = полезность / стоимость, выражается как

Выражается в процентах. Офицер всегда меньше 100.

Важно отметить, что этот фактор является неограниченной ценой и обычно представляет собой либо математическое значение Нули и единицы также выражаются в процентах, как и в большинстве случаев.

Мощность

Масштабируемая величина, характеризующая скорость выполнения работы (можно провести аналогию с ускорением, которое характеризует скорость изменения скорости). Она определяется по формуле

Степень эффективности — это отношение полезной работы, выполненной машиной, к общей работе, выполняемой одновременно (входная энергия).

Норма прибыли выражается в процентах. Чем ближе к 100%, тем выше эффективность машины. Он не может быть больше 100, так как невозможно выполнить больше работы с меньшей энергией.

Степень эффективности рампы — это отношение работы силы тяжести к работе, затраченной на движение по рампе.

Главное запомнить

Он может определить 1) тип и единицы измерения — 2) работу, совершенную силой — 3) угол между векторами силы и перемещения.

Когда работа, совершаемая силой, перемещающей объект по замкнутому пути, равна нулю, такие силы называются консервативными или динамическими. Работа сил трения при перемещении объекта по замкнутому пути никогда не равна нулю. В отличие от силы тяжести и силы упругости, силы трения являются неконсервативными или нединамическими.