定量計算機械效率(如圖所示豎直滑輪組)
處理G與F,h與s的關(guān)系時(shí),有兩個(gè)重要的原則:
、僭诓挥嬂K重和摩擦時(shí),同一根繩子上拉力相等,如果要求力的大小,可以對滑輪做受力分析(隔離法或整體法);
、诤雎岳K子長(cháng)度的變化,一根繩子總長(cháng)度不變,即繩子自由端伸長(cháng)多少,負重端的繩子就會(huì )縮短多少,據此判斷滑輪的一些幾何關(guān)系,比如繩子自由端運動(dòng)的距離和速度等。
滑輪組的機械效率公式
W總=W有+W額
W總=動(dòng)力對機械做的功
W有=機械對物體做的功
W額=克服機械自身重力、摩擦力做的功
η=W有/W總(任何機械都不可避免的做額外功,有用功總是小于總功,所以機械效率總是小于1。機械效率通常用百分數表示)
當用滑輪組提升重物時(shí),提升高度為h,則機械效率=Gh/(Fnh),即有用功=Gh,總功=Fnh。當用滑輪組拉動(dòng)重物時(shí),拉重物走動(dòng)距離為S,重物受到的摩擦力為f,則機械效率=fs/(Fns),即有用功=fS;總功=FnS。其中的n值是承擔動(dòng)滑輪組繩子的段數。