Формулы по физике 7 класс: коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) показывает, какая часть затраченной энергии или совершённой работы превращается в полезную работу. Он выражается отношением полезной работы к затраченной и обычно указывается в процентах.

Формулы: коэффициент полезного действия

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Коэффициент полезного действия	η = A_п/A_з · 100%	η — коэффициент полезного действия, % A_п — полезная работа, Дж A_з — затраченная работа, Дж
Полезная работа через КПД	A_п = η·A_з/100%	A_п — полезная работа, Дж η — коэффициент полезного действия, % A_з — затраченная работа, Дж
Затраченная работа через КПД	A_з = A_п·100%/η	A_з — затраченная работа, Дж A_п — полезная работа, Дж η — коэффициент полезного действия, %
КПД механизма через мощность	η = P_п/P_з · 100%	η — коэффициент полезного действия, % P_п — полезная мощность, Вт P_з — затраченная мощность, Вт
КПД при подъёме груза с помощью механизма	η = m·g·h/A_з · 100%	η — коэффициент полезного действия механизма, % m — масса поднятого груза, кг g — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с² или 10 м/с²), м/с² h — высота подъёма груза, м A_з — затраченная работа, Дж

Когда какую формулу применять

Основную формулу η = A_п/A_з · 100% применяйте, когда известны полезная и затраченная работы.
Для нахождения полезной или затраченной работы используйте преобразованные формулы. Перед подстановкой КПД в процентах учитывайте деление на 100.
Если известны полезная и затраченная мощности, рассчитывайте КПД как отношение полезной мощности к затраченной.
При подъёме груза полезную работу находите по формуле A_п = m·g·h, а затем вычисляйте КПД механизма.
КПД не может превышать 100% в обычных физических условиях. Не путайте полезную работу с затраченной и приводите все величины к единицам СИ.

Пример решения задачи

Подъёмный механизм поднимает груз массой 50 кг на высоту 4 м. При этом совершается затраченная работа 2500 Дж. Определите КПД механизма. Принять g = 10 м/с².

Дано:

m = 50 кг

h = 4 м

A_з = 2500 Дж

g = 10 м/с²

η — ?

Решение:

Полезная работа при подъёме груза равна работе против силы тяжести:

A_п = m·g·h

A_п = 50·10·4 = 2000 Дж

Вычислим коэффициент полезного действия:

η = A_п/A_з · 100%

η = 2000/2500 · 100% = 80%

Ответ: 80%.