В рамках изучения раздела «Механика» обучающиеся 7 класса выполнили лабораторную работу «Измерение коэффициента полезного действия наклонной плоскости».

На занятии ребята экспериментально проверили одно из ключевых правил физики — «золотое правило механики». С помощью деревянной наклонной плоскости, динамометра и бруска выяснили, почему простой механизм не даёт выигрыша в работе.

Участники изменяли угол наклона плоскости, измеряли силу тяги и высоту подъёма груза. На основе полученных данных рассчитывали полезную и затраченную работу, а затем — КПД.

Выяснилось, что:

КПД наклонной плоскости всегда меньше 100% из-за силы трения;

чем больше угол наклона, тем выше КПД.

Где эти знания пригодятся в жизни?

- Пандусы для колясок и тележек. Чем пандус положе, тем легче толкать, но путь длиннее, а КПД ниже из-за трения. Слишком крутой пандус толкать тяжело.

- Переезд грузов на складах и стройках. Если смазать плоскость или использовать катки, КПД вырастет, а груз закатывать станет легче. А на мокрой или обледенелой плоскости он, наоборот, может скатиться вниз.

- Сортировочные горки на почте и складах. Посылки спускают по наклонным желобам. Нужно рассчитать угол так, чтобы груз доехал до цели, но не разбился. Слишком низкий КПД — застрянет, слишком высокий — полетит слишком быстро.

- Столярный инструмент (рубанок). Нож рубанка — тоже наклонная плоскость. Слишком малый угол — рубанок скользит, не режет. Слишком большой — задирает дерево.

- Спасательные работы. Пострадавшего легче и безопаснее спустить по длинной пологой плоскости (КПД ниже, зато сил тратится меньше), чем нести вертикально на руках.