Page 62 - fizika_VII_LM

60 Mechanikai jelenségek. Mechanikai munka. Energia 3. FEJEZET

A hatásfok
Kulcsfogalmak

⚫ hasznos munka Észrevetted, hogy...?
⚫ haszontalan munka
⚫ teljes munka ⚫ A felvonókra ellensúlyt szerelnek, hogy csökkentsék a motor által kifej-
⚫ hatásfok tett munkát.
⚫ A gépek alkatrészeit bezsírozzák, ezáltal csökken a súrlódás, így csökken
a haszontalan munka is.
⚫ A Forma 1-es versenyautók készítésénél kis sűrűségű anyagokat (alumí-
niumot és szénszálas anyagokat) használnak.
Mit gondolsz?
1. ábra – A csúsztatott farönkök
súrlódása során hő fejlődik. Melyik esetben végzünk kisebb munkát: ha egy kútból 20 liter vizet vödör-
rel húzunk fel, vagy ha vízpumpával? (4. ábra)

Kísérletezz!

1. Hasznos - haszontalan (gondolatkísérlet)
⚫ Mit kell tenned?
2. ábra – Az autó az utasok mellett Figyeld meg alaposan az 1-5 ábrát, és azonosítsd be minden esetben a hasz-
saját magát is szállítja.
nos, a haszontalan és a teljes munkát.
⚫ Mit állapíthatsz meg?
A farönkök és az utasok szállítása, a hölgy felemelése, a víz felhúzása, a
bőrönd felpakolása mind-mind hasznos munka. A súrlódás legyőzésére, a kis-
busz mozgatására, a lift felemelésére, a vödör felhúzására, a karok magasba
emelésére fordított munka mind veszteség.
3. ábra – A lift motorja a hölgy ⚫ Hogyan magyarázod?
mellett a liftet is felvontatja. Tevékenységeink során látszólag haszontalan munkát is végzünk, de ezek
nélkülözhetetlenek a hasznos munka elvégzéséhez.
A teljes befektetett munka (a hasznos és a haszontalan munka összege)
minden esetben nagyobb a hasznos munkánál.

2. A hatásfok mérése (6. ábra)
4. ábra – Ha vödörrel vizet merünk,
a vödröt is felhúzzuk, vízpumpával ⚫ Szükséged van: egy 2 N-nál kisebb súlyú üvegpohárra, homokra, mérő-
csak a vizet. szalagra, 2,5 N méréshatárral rendelkező dinamométerre.
⚫ Mit kell tenned?
Mérd meg az üvegpohár súlyát. Tölts annyi homokot a pohárba, hogy a
dinamométer 2 N-t mutasson. Emeld a poharat 50 cm magasra. Számítsd ki a
végzett munkát. Számítsd ki az üres pohár felemelésére végzett haszontalan
munkát. Számítsd ki mekkora munkát kellett volna végezz, ha csak a homokot
emelted volna fel. Hány százaléka ez a teljes befektetett munkának?
5. ábra – A bőrönd felpakolása
közben a karunkat is emeljük. ⚫ Mit veszel észre?
A teljes munka 1 J nagyságú. A haszontalan munka kisebb (például 0,6 J).
Mivel a homokot nem lehet a pohár nélkül felemelni, nem küszöbölhetjük ki
6. ábra – a veszteséget. A hasznos munkát meghatározhatjuk a teljes munka és a vesz-
Hatásfok teség közötti különbséggel. Példánkban a hasznos munka 0,4 J, vagyis 40%-a
mérő kísérlet
a teljes befektetett munkának.
⚫ Hogyan magyarázod? A hatásfok megmutatja, hogy a teljes munkának
hány százaléka hasznosult (példánkban 40%).