КПД простых механизмов — тренажёр для 7 класса

КПД — коэффициент полезного действия — это доля полезной работы от затраченной. У любого механизма часть энергии уходит на преодоление трения, нагрев, вес самого механизма. КПД всегда меньше 100%. В тренажёре задачи построены на вычислении КПД для наклонной плоскости, блока, рычага.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать, что такое КПД.
  • Применять формулу η = A_пол / A_затр · 100%.
  • Различать полезную и затраченную работу.
  • Понимать, почему КПД < 100%.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
КПД η = A_пол / A_затр · 100% η — КПД (%), A_пол — полезная, A_затр — затраченная.
Полезная работа A_пол = mgh То, что реально нужно (поднять груз).
Затраченная работа A_затр = F · s То, что приложили (сила на верёвку).

Разбор задачи по шагам

Задача: Полезная работа 400 Дж, затраченная — 500 Дж. Найти КПД.

Шаг 1. Записываем формулу. η = A_пол / A_затр · 100%.

Шаг 2. Подставляем. η = 400 / 500 · 100%.

Шаг 3. Считаем. η = 0,8 · 100% = 80%. Почему: 20% энергии ушло на трение и нагрев.

Шаг 4. Записываем ответ. η = 80%.

Ещё один разбор

Задача. Полезная работа $636$ Дж, затраченная $1020$ Дж. КПД (%)?

1
КПД = $\frac{A_{\text{пол}}}{A_{\text{затр}}} \cdot 100\%$.
$A_{\text{пол}} = 636$ Дж, $A_{\text{затр}} = 1020$ Дж
2
Вычисляем.
КПД = $\frac{636}{1020} \cdot 100\% = 62.4\%$

Ответ: 62.4

Типичные ошибки

Ошибка: Путают полезную и затраченную работу
Почему: Обе работы
Как проверить: Полезная — та, что нужна (поднять груз). Затраченная — та, что приложили (сила на верёвку). Полезная всегда МЕНЬШЕ.
Ошибка: Забывают умножить на 100%
Почему: Оставляют в долях
Как проверить: КПД — в процентах. Умножайте на 100.
Ошибка: Считают, что КПД может быть больше 100%
Почему: Не понимают физику
Как проверить: Закон сохранения энергии: полезная работа не может быть больше затраченной. КПД ≤ 100%.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Прямой расчёт КПД (две работы).
  • Наклонная плоскость.
  • Подвижный блок.
  • Сравнение механизмов.

Ответ проверяется сразу.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 7 классе. В ОГЭ по физике — задание № 3.

Родителям: объясните на примере лестницы. Поднимать груз по лестнице легче (меньше сила), но путь длиннее. КПД показывает, насколько эффективен этот способ.

Частые вопросы

Почему КПД не может быть 100%?

Всегда есть потери: трение, нагрев, вес самого механизма. Идеальных механизмов не существует.

Как увеличить КПД?

Уменьшить трение (смазка, подшипники), облегчить сам механизм, использовать более эффективные материалы.

Примеры задач

Полезная работа $187$ Дж, затраченная $488$ Дж. КПД (%)?
Ответ: 38.3
Полезная работа $933$ Дж, затраченная $1428$ Дж. КПД (%)?
Ответ: 65.3
Полезная работа $293$ Дж, затраченная $606$ Дж. КПД (%)?
Ответ: 48.3

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Рычаг Механическая работа Мощность