滑輪水平使用時:有用功等于克服摩擦力所作的功,即W有用功=fs物體。式中s物體等于物體水平移動的距離,總功等于拉力所作的功,W總=Fs。式中s等于繩索自由端移動的距離,s=ns物體貝語網(wǎng)校,n為繩索節(jié)數(shù),機械效率η=(W有用功/W總)×100%=(fs物體/Fs)×100%=f/(nF)×100%。
附加信息:
滑輪組的機械效率公式:當(dāng)用滑輪組提升重物時,提升高度為h,則機械效率=Gh/(Fnh),即有用功=Gh,總功=Fnh。當(dāng)用滑輪組拉動重物時,重物被拉動的距離為S,重物所受的摩擦力為f,則機械效率=fs/(Fns),即有用功=fS;總功=FnS。n的值為承載動滑輪組的繩索的節(jié)數(shù)。
公式
滑輪組:有用功(W 有用 = Gh),額外功(克服動滑輪的重量,繩索的重量和摩擦力所做的功。)
①W額外=W總-W有用。
②若忽略繩索的重量與摩擦力,則=Gmoh。
總工作量(=FS)。
計算滑輪系統(tǒng)的機械效率:η = 寬度/ = 寬度/(寬度+)=(忽略繩索重量和摩擦力)Gh/(Gh+)= G/(G+)。
常用的推理公式:
①滑輪組:
1.舉起重物:
η=G物/(nF),式中,n為作用于動滑輪的繩索股數(shù),F(xiàn)為作用于繩索自由端的拉力。下同。
η=G物/(G物+G動),G動為動滑輪的重量。
2.搬運重物:
η=f/(nF),其中f是物體與水平面之間的摩擦力。
② 斜面:
η=G物h/(FL)其中,h為斜面高度,F(xiàn)為沿斜面向上的拉力機械效率公式,L為斜面長度。
影響因素
影響滑輪組機械效率的最重要因素是物體的重量機械效率公式,其次是滑輪的重量、繩索的重量和摩擦力。無論用同一個滑輪組提起一根繡花針,還是提起比動滑輪重得多的重物,都需要把動滑輪提起,并克服繩索的重量和摩擦力。前者所作的額外功遠(yuǎn)大于有用功,其機械效率幾乎為零。后者所作的額外功在總功中所占的比例要小得多,所以物體越重,機械效率越高。
主要影響因素:當(dāng)物體重力一定時,動滑輪越重,機械效率越低;當(dāng)動滑輪重量一定時,物體重力越大,機械效率越高。