η(機械效率)

η(機械效率)

本詞條是多義詞,共3個義項
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η,機械效率的符號,指機械的輸出功(有用功量)與輸入功(動力功量)的百分比。主要內容包括滑輪組,斜面效率,槓桿傳動,常見效率,增大效率。我們把有用功和總功的比值叫做機械效率。

基本介紹

  • 中文名:機械效率
  • 外文名:Mechanical Efficiency
  • 別稱:η
  • 表達式:η=W有/W總×100%
  • 套用學科:物理
  • 適用領域範圍:國中物理,機器測算,功和功率。
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公式介紹

用η表示機械效率:
W(useful)表示有用功,
W (total) 表示總共的功,
則η=
由於大多數機械是在接收輸入功的同時就輸出功,而且輸入輸出的快慢也互相適應,所以機械效率又可定義為:輸出功率輸入功率的百分比,即η。在國中物理,機械效率被定義為有用功總功的比值。
在實際機械中總有以下關係:輸入功=輸出功+消耗功,或動力功=有用阻力功+無用阻力功,因此機械效率總小於1。

η公式

1.滑輪組公式:

η=
F為拉力,s為繩子自由端移動距離,G為物重,h為物體提升距離。
η=
f為摩擦力,n為繩子段數,F為拉力。

2. 斜面公式:

η=
G為物重,h為水平面所到物體中心的距離,F為拉力,l為動力臂。)
η=
(G為物重,h為水平面所到物體中心的距離,f為摩擦力,l為動力臂。)

η意義

(1)機械效率是反映機械性能的優劣的重要標誌之一。總功等於有用功與額外功之和,因而有用功只占總功的一部分。顯然,有用功所占比例越大,機械對總功的利用率就越高,機械的性能就越好。物理中,用機械效率來表示機械對總功得了利用率。
(2)在計算機械效率時,注意物理量名稱所表示的意義。總功:即動力對機械所做的功,稱之為動力功,也叫輸入功。理想機械:W=W有用,W輸入=W輸出,W=W。實際機械:W=W有用+W額外,W輸入=W輸出+W額外,W=W有用阻力+W無用阻力

增加效率方法

根據公式可知:如果有用功不變,我們可以通過減小額外功.(減少機械自重.減少機械的摩擦)來增大機械效率,(例如我們用輕便的塑膠桶打水,而不用很重的鐵桶打水,就是運用這個道理);如果額外功不變,我們可以通過增大有用功來提高機械效率;(例如,在研究滑輪組的機械效率時,我們會發現同一個滑輪組,提起的重物越重,機械效率越高,就是這個道理);當然了,如果能在增大有用功的同時,減小額外功更好。提高機械設備的機械效率有著重要的的現實意義。
η=W有/W總×100%= Gh/FS×100%

常見效率

噴氣推進系統:16%-24%
起重機:40%-50%
內燃機(汽油發動機):22%-27%
柴油發動機:28%-30%
渦輪水泵:60%-80%
滑輪組:50%-70%
電動機:70%
火箭:49%~52%

增大效率

1、有用功:定義:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W-W=ηW
斜面:W有用=Gh
2、額外功:定義:並非我們需要但又不得不做的功。
公式:W=W-W有用=Gh(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)
斜面:W=fL
3、總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W=W有用+W=FS
4、機械效率:定義:有用功跟總功的比值。
公式:定滑輪:
動滑輪:滑輪組:
5、有用功總小於總功,所以機械效率總小於1。通常用百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
6、提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。
7、機械效率的測量:
(1)原理:
(2)應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
(3)器材:除鉤碼、鐵架台、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
(4)步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。
(5)結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:
①動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
②提升重物越重,做的有用功相對就多。
③摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
8、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率
(1)當總功一定時,機械所做的有用功越多,或額外功越少,機械效率就越高。
(2)當有用功一定時,機械所做的總功越少,或額外功越少,機械效率就越高。
(3)當額外功一定時,機械所做的總功越多,有用功在總功中所占的比例就越大,機械效率就越高。

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