КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ
|
КПД характеризует эффективностьработы,совершеннойдвигателем (устройством).
Простые механизмы — это устройства, в которых работа совершается только за счет механической энергии, служат для преобразования силы, их применяют при совершении работы в тех случаях, когда надо действием одной силы уравновесить другую силу.
Простые механизмы -это устройства, которые дают выигрыш в силе, но не дают выигрыша в работе. 
Простые механизмы:
1) наклонная плоскость;
2) рычаг;
3) блок;
4) подвижный блок.
Наклонная плоскость
используют в тех случаях, когда надо поднять тяжелый груз массой m на некоторую высоту h.
F=mgsinα 
= sin 
Для равномерного поднятия груза с помощью наклонной плоскости необходимо приложить силу, во столько раз меньшую силы тяжести груза, во сколько раз длина наклонной плоскости больше ее высоты.
Рычаг
Рычагом называют имеющее неподвижную ось вращения твердое тело, на которое действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг этой оси.
Рычагом первого рода - рычаг, ось вращения О которого расположена между точками А и В приложения сил, а сами силы направлены в одну сторону. Это коромысло равноплечих весов, железнодорожный шлагбаум, ножницы.
Рычаг второго рода — рычаг, ось вращения О которого расположена по одну сторону от точек приложения сил, а сами силы направлены противоположно друг другу. Это гаечные ключи, щипцы для раскалывания орехов, двери и др.
Условие равновесия рычага вытекает из правила моментов M 1 = M 2.
l 1 и l 2 — плечи сил 
При равновесии рычага под действием двух сил модули этих сил обратно пропорциональны их плечам.
С помощью рычага можно получить выигрыш в силе, т.е. меньшей силой можно уравновесить большую силу.
Блок
Блоки используют для поднятия грузов. Блок представляет собой колесо с желобом, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускают веревку, трос или цепь. Неподвижным называют такой блок, ось которого закреплена и при подъеме грузов она не поднимается и не опускается.
Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, у которого плечи приложенных сил равны радиусу колеса. Из правила моментов mgr = Fr вытекает, что неподвижный блок выигрыша в силе не дает (F = mg). Он позволяет менять направление действия силы.
П одвижный блок (ось блока поднимается и опускается вместе с грузом). Такой блок поворачивается около мгновенной оси О. Правило моментов для него будет иметь видmgr=F⋅2r⇒ F=mg/2 Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.
Обычно на практике применяют комбинацию неподвижного блока с подвижным.
Неподвижный блок применяется только для удобства. Он, изменяя направление действия силы, позволяет, например, поднимать груз, стоя на земле.
Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. Безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Пример составного рычага, используемого в повседневной жизни, можно найди в щипчиках для ногтей. Подъемные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.
Рычаги так же распространены и в быту. Вам было бы гораздо сложнее открыть туго завинченный водопроводный кран, если бы у него не было ручки в 3-5 см, которая представляет собой маленький, но очень эффективный рычаг. То же самое относится к гаечному ключу, которым вы откручиваете или закручиваете болт, или гайку. Чем длиннее ключ, тем легче вам будет открутить эту гайку, или наоборот, тем туже вы сможете её затянуть. При работе с особо крупными и тяжелыми болтами и гайками, например, при ремонте различных механизмов, автомобилей, станков, используют гаечные ключи с рукояткой до метра.
Другой яркий пример рычага в повседневной жизни – самая обычная дверь. Попробуйте открыть дверь, толкая её возле крепления петель. Дверь будет поддаваться очень тяжело. Но чем дальше от дверных петель будет располагаться точка приложения усилия, тем легче вам будет открыть дверь.
Прыжки в высоту с шестом. При помощи рычага длинной около трех метров (длинна шеста для прыжков в высоту – около пяти метров, следовательно, длинное плечо рычага, начинающееся в месте перегиба шеста в момент прыжка, составляет около трех метров) и правильного приложения усилия, спортсмен взлетает на головокружительную высоту до шести метров.
Примером могут служить ножницы, кусачки, ножницы для резки металла. Рычаги различного вида имеются у многих машин: ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино - все это примеры рычагов. Весы - тоже пример рычага.
Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это конечности, челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений.
Сдревности простые механизмы часто использовались комплексно, в самых различных сочетаниях. Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными.
Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Стрелки наручных часов поворачиваются системой зубчатых колес разного диаметра, находящихся в зацеплении друг с другом. Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат. Домкрат представляет собой комбинацию винта и ворота.
СТАТИКА
Раздел механики, в котором изучаются условия равновесия твердых тел, называется статикой.
Внешние силы – силы, действующие на тело со стороны других тел.
Внутренние силы – силы, с которыми взаимодействуют элементы тела.
Внутренние силы компенсируют друг друга.
Первое условие равновесия (правило сил)
Для равновесия тела необходимо, чтобы геометрическая сумма всех внешних сил, действующих на тело, была равна нулю.
1)  (1)
|
Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силыd.
Произведение модуля силы F на плечо d называется моментом силы M.
Единица измерения: 
|