Дослідження залежності ККД від кута нахилу похилої площини
Мета: Встановити експериментально залежність ККД від кута нахилу похилої площини до горизонту; порівняти результати експериментально одержаної залежності та теоретично отриманого співвідношення.
Обладнання: Похила площина, динамометр, вимірювальна стрічка або лінійка, брусок, транспортир.
Теоретичні відомості
ККД похилої площини є відношення корисної роботи до затраченої , тобто:
; , (1)
де – маса тіла;
– висота похилої площини;
– прискорення вільного падіння;
– сила, необхідна для рівномірного руху тіла вгору по похилій площині;
– довжина похилої площини.
З малюнка
, (2)
де – коефіцієнт тертя;
– кут нахилу похилої площини.
Підставивши (1) в (2) одержимо:
(3)
Щоб знайти коефіцієнт тертя , розмістимо брусок на похилій площині і піднімаючи її за один кінець знайдемо граничний кут, при якому брусок буде ковзати в низ. Це станеться тоді, коли скочуюча сила , звідки:
.
Тоді формула (3) набуває вигляду:
(4)
однозначно центр тяжести смещен от середины в сторону железной части
обозначим это смещение за х
это и будет центр тяжести
схема
15 x 15-x
|---o
| | |
Fal Fж1 Fж2
составляем уравнение моментов=сила *плечо
Fal*(15/2+x)+Fж1*x/2=Fж2*(15-x)/2
все силы считаем по ф-ле F=mg=Vþg
þ -плотность
þal=2.70 г/см куб
þж=7.87 г/см куб
после преобразования получаем
15*þal*(15/2+x)+x*þж*х/2=(15-x)*þж*(15-x)/2
х=3.6684 см= 3.7 см = округли как тебе надо
напоминаю это смещение от центра стержня
