Probni period: svi časovi su besplatni — video, pitanja, rešeni zadaci i test, i bez naloga.

Koeficijent korisnog dejstva — zašto nijedna mašina nije savršena?

Korisni i ukupno uloženi rad, koeficijent korisnog dejstva (η = A_k/A_u, izražen u procentima), zašto je uvek manji od 100%, veza preko snage (η = P_k/P_u) i primeri (elektromotor, benzinski motor, sijalice).

Video

Stara sijalica sa vlaknom se jako greje — a svetli slabo. Skoro sva uložena energija ode na toplotu, a samo mali deo na svetlost. Koliko se rada zaista iskoristi korisno meri koeficijent korisnog dejstva. Pogledaj video, pa nastavi čas.

Pojmovi

Korisni rad
Korisni rad ($A_k$) je rad koji treba izvršiti da bismo obavili baš ono što želimo. Na primer, ako dižemo teret mase $m$ na visinu $h$, korisni rad je rad protiv sile teže: $m \cdot g \cdot h$.
Ukupno uloženi rad
Pored korisnog rada, uvek trošimo rad i na savlađivanje trenja, otpora sredine i težine delova mašine (poluge, kotura, korpe). Zato je ukupno uloženi rad ($A_u$) uvek veći od korisnog.
Koeficijent korisnog dejstva
Koeficijent korisnog dejstva $\eta$ pokazuje koji deo uloženog rada je iskorišćen korisno. Jednak je količniku korisnog i ukupno uloženog rada: $\eta = \dfrac{A_k}{A_u}$.
Izražavanje u procentima
Koeficijent korisnog dejstva nema jedinicu (bezdimenzionalan je) i najčešće se izražava u procentima: $\eta = \dfrac{A_k}{A_u} \cdot 100\%$. Na primer, η = 0,6 znači 60%.
Uvek manji od 100%
Pošto je uloženi rad uvek veći od korisnog, koeficijent korisnog dejstva je uvek manji od 1, tj. manji od 100%. Nijedna mašina nije savršena — uvek nešto ode na trenje i toplotu.
Veza preko snage
Pošto je rad proizvod snage i vremena, koeficijent korisnog dejstva je i količnik korisne i ukupno uložene snage: $\eta = \dfrac{P_k}{P_u}$.
Primeri
Elektromotor ima η preko 90%, benzinski motor oko 30%, parna mašina oko 5%. Stara sijalica sa vlaknom ima η oko 5%, a nova (LED) oko 50% — zato nove sijalice troše mnogo manje struje.

Formule

Koeficijent korisnog dejstva
\eta = \frac{A_k}{A_u} \cdot 100\%
OznakaŠta značiJedinica
$\eta$koeficijent korisnog dejstva%
$A_k$korisni radJ
$A_u$ukupno uloženi radJ

Bez jedinice (odnos dva rada). Isto važi i za snagu: $\eta = \dfrac{P_k}{P_u} \cdot 100\%$. Uvek < 100%.

Pitanja

Pitanje 1 od 10

1. Šta je korisni rad?

2. Zašto je ukupno uloženi rad veći od korisnog?

3. Koeficijent korisnog dejstva je:

4. Koju jedinicu ima koeficijent korisnog dejstva?

5. Kako se η najčešće izražava?

6. Koeficijent korisnog dejstva je uvek:

7. η = 0,6 znači:

8. Preko snage, koeficijent korisnog dejstva je:

9. Koji uređaj ima najveći η?

10. Zašto nove (LED) sijalice štede energiju?

Rešeni zadaci

Zadatak 1

Mašina izvrši korisni rad 240 J, a ukupno uloži 400 J. Koliki je koeficijent korisnog dejstva?

  1. $\eta = \dfrac{A_k}{A_u} \cdot 100\% = \dfrac{240\ \mathrm{J}}{400\ \mathrm{J}} \cdot 100\% = 60\%$
    Korisni rad podelimo ukupnim i pomnožimo sa 100.
Odgovor: Koeficijent korisnog dejstva je 60%.
Zadatak 2

Dizalica ima korisnu snagu 300 W, a ukupnu 500 W. Koliki je η?

  1. $\eta = \dfrac{P_k}{P_u} \cdot 100\% = \dfrac{300\ \mathrm{W}}{500\ \mathrm{W}} \cdot 100\% = 60\%$
    Isto važi i za snagu.
Odgovor: Koeficijent korisnog dejstva je 60%.
Zadatak 3

Korisni rad je 180 J, a η = 60%. Koliki je ukupno uloženi rad?

  1. $A_u = \dfrac{A_k \cdot 100}{\eta} = \dfrac{180\ \mathrm{J} \cdot 100}{60} = 300\ \mathrm{J}$
    Iz formule izrazimo ukupni rad.
Odgovor: Ukupno uloženi rad je 300 J.

Test

Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.

Zadatak 1

Ukupno uloženi rad je 900 J, a koeficijent korisnog dejstva 30%. Koliki je korisni rad?

J

Zadatak 2

Ukupna snaga motora je 600 W, a koeficijent korisnog dejstva 60%. Kolika je korisna snaga?

W

Zadatak 3

Korisni rad je 400 J, a koeficijent korisnog dejstva 40%. Koliki je ukupno uloženi rad?

J

Zadatak 4

Zašto koeficijent korisnog dejstva nijedne mašine nije 100%?

Zadatak 5

Koji od ovih uređaja najbolje iskorišćava uloženu energiju (najveći η)?

Bravo, čas je završen!

—pitanja iz prve
—zadataka na testu

Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.

Napravi besplatan nalog

Pohvali se i pozovi drugara:

Sledeći čas: 29. Čestice supstancije — od čega su sve stvari napravljene?

Još časova — Nikola Stanković