Номер 3, страница 65 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

3. Выберите верные утверждения:

а) Полезная работа всегда больше совершённой.

б) Совершённая работа всегда больше полезной.

в) КПД механизмов не может быть равен 0 %.

г) КПД механизмов всегда равен 50 %.

д) КПД механизмов может быть равен 50 %.

а) Полезная работа всегда больше совершённой.

Это утверждение неверно. Полезная работа ($A_п$) — это работа, для выполнения которой предназначен механизм. Совершённая (или затраченная) работа ($A_с$) — это работа, которую совершает приложенная к механизму сила. В любом реальном механизме часть энергии теряется из-за трения и других сил сопротивления. Эти потери представляют собой работу против сил трения ($A_{потерь}$). Согласно закону сохранения энергии, совершённая работа равна сумме полезной работы и работы, затраченной на преодоление потерь: $A_с = A_п + A_{потерь}$. Поскольку работа потерь в реальных условиях всегда положительна ($A_{потерь} > 0$), полезная работа всегда меньше совершённой ($A_п < A_с$). Полезная работа может быть равна совершённой только в идеальном случае, когда потерь нет ($A_{потерь} = 0$), но она никогда не может быть больше.

Ответ: неверно.

б) Совершённая работа всегда больше полезной.

Это утверждение верно для всех реальных механизмов. Как указано выше, из-за наличия сил трения и сопротивления, часть совершённой работы преобразуется во внутреннюю энергию (нагрев), то есть теряется. Математически это выражается как $A_с = A_п + A_{потерь}$. Так как для любого реального механизма $A_{потерь} > 0$, то всегда выполняется неравенство $A_с > A_п$. В теоретической модели идеального механизма без потерь они равны, но в реальности совершённая работа всегда больше полезной.

Ответ: верно.

в) КПД механизмов не может быть равен 0 %.

Это утверждение неверно. Коэффициент полезного действия (КПД) вычисляется по формуле $\eta = \frac{A_п}{A_с} \cdot 100\%$. КПД равен нулю в случае, когда полезная работа равна нулю ($A_п = 0$), а совершённая работа не равна нулю ($A_с > 0$). Такая ситуация вполне возможна. Например, если мы пытаемся сдвинуть с места очень тяжелый шкаф, прикладывая к нему силу, но шкаф не двигается. Мы совершаем работу (например, наши мышцы сокращаются), но полезная работа по перемещению шкафа равна нулю. Следовательно, КПД в данном случае равен 0%.

Ответ: неверно.

г) КПД механизмов всегда равен 50 %.

Это утверждение неверно. КПД является мерой эффективности механизма и зависит от его конструкции, материалов, смазки, условий эксплуатации и многих других факторов. КПД разных механизмов может сильно отличаться, принимая значения в широком диапазоне (например, от близких к нулю до 98-99% у электродвигателей). Нет никакого физического закона, который бы устанавливал КПД всех механизмов равным 50%.

Ответ: неверно.

д) КПД механизмов может быть равен 50 %.

Это утверждение верно. КПД реальных механизмов может принимать любое значение в интервале $0 \le \eta < 100\%$. Значение 50% попадает в этот диапазон. КПД, равный 50%, означает, что половина всей совершённой работы идет на выполнение полезной задачи, а другая половина теряется (например, переходит в тепло из-за трения). Это вполне реалистичное значение для многих не очень эффективных механизмов.

Ответ: верно.