ХОД РАБОТЫ
Установите доску наклонно.
Измерьте высоту h и длину l наклонной плоскости.
Динамометром измерьте силу тяжести бруска 〖 F〗_1.
Прицепив к бруску динамометр, равномерно двигайте брусок вверх по наклонной плоскости. Измерьте силу тяги 〖 F〗_2.
Вычислите A_(1 )и〖 A〗_2.
Вычислите КПД наклонной плоскости.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
Высота наклонной плоскости
h, м Сила тяжести 〖 F〗_1, Н Полезная работа 〖 A〗_1, Дж Длина наклонной плоскости l, м Сила тяги
〖 F〗_2, Н Полная работа
〖 A〗_2, Дж КПД,%
A_1= 〖 F〗_1 ∙h=
A_2= 〖 F〗_2 ∙l=
КПД
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН