Пд простого механизма всегда меньше 100% потому, что 1)выполняется золотое правило механики 2)простые...

Понимание, почему полезный коэффициент (пд) простого механизма всегда меньше 100%, связано с основами механики и законами, управляющими движением и взаимодействием тел. Рассмотрим каждый из предложенных пунктов более подробно.

1. Выполняется золотое правило механики: Это правило утверждает, что работа, затраченная на один механизм, равна работе, которую он выполняет с учетом всех потерь. То есть, если мы используем простой механизм, такой как рычаг или блок, на работу, которую мы вкладываем, накладываются потери (например, из-за трения), и, следовательно, полезная работа будет меньше, чем затраченная. Таким образом, это правило подчеркивает, что энергия не может быть создана или уничтожена, но может теряться в процессе преобразования.

2. Простые механизмы не дают выигрыша в работе: Простые механизмы, такие как рычаги и блоки, предназначены для изменения направления силы или распределения нагрузки, но не увеличивают общую работу, которую можно выполнить. Вместо этого они позволяют уменьшить приложенную силу, чтобы выполнить ту же работу, что и без механизма. Таким образом, хотя мы можем снизить силу, необходимую для выполнения работы, общее количество работы остается неизменным, что подтверждает, что пд не может превышать 100%.

3. Всегда присутствует трение: В большинстве механических систем трение является неизбежным фактором, который приводит к потерям энергии. Трение возникает между движущимися частями механизмов, что вызывает диссипацию энергии в виде тепла. Это приводит к тому, что часть работы, которую мы затрачиваем, не преобразуется в полезную работу, а теряется, тем самым снижая пд.

4. Выигрыш в силе приводит к проигрышу в пути: Это утверждение иллюстрирует принцип компромисса в механике. Когда мы используем простой механизм для уменьшения силы, которую необходимо приложить, мы, как правило, должны прилагать эту силу на большем расстоянии. Например, при использовании рычага, чтобы поднять тяжелый груз, мы можем снизить необходимую силу, но для этого придется переместить ручку рычага на большее расстояние, чем поднимается груз. Таким образом, мы получаем выигрыш в силе, но проигрыш в пути – это компромисс, который также приводит к снижению пд.

В заключение, каждый из этих факторов объясняет, почему пд простого механизма всегда меньше 100%. Они подчеркивают важность учета всех потерь и компромиссов, которые возникают при использовании механических систем, и объясняют, что физические законы, такие как закон сохранения энергии и золотое правило механики, действуют в этих случаях.

Полезное действие (ПД) простого механизма всегда меньше 100%, потому что механические системы неизбежно теряют часть энергии на преодоление сил трения, деформации и других факторов, связанных с реальными условиями работы.

Правильный ответ: 3) всегда присутствует трение.

Расширенное объяснение:

1. Золотое правило механики (заявленное в пункте 1) гласит: "Во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии". Это означает, что работа, затраченная на систему, равна работе, полученной от неё (без учета потерь). Однако золотое правило механики справедливо только в идеальных условиях, когда нет потерь энергии на трение и деформацию. В реальных механизмах часть энергии теряется, поэтому ПД оказывается меньше 100%.

2. Простые механизмы не дают выигрыша в работе (пункт 2). Это утверждение верно, так как механизмы лишь перераспределяют усилие, но не уменьшают общую затраченную работу. Тем не менее, это не причина того, что ПД меньше 100%; причина кроется в потерях энергии.

3. Всегда присутствует трение (пункт 3). В любом реальном механизме (например, рычаге, блоке, наклонной плоскости) существуют силы трения между движущимися поверхностями. Эти силы превращают часть энергии в тепло, что снижает эффективность работы механизма и делает ПД меньше 100%.

4. Выигрыш в силе приводит к проигрышу в пути (пункт 4). Это следствие золотого правила механики и верное утверждение, но оно не объясняет, почему ПД меньше 100%.

Итог:

Основная причина, по которой ПД простого механизма меньше 100%, заключается в неизбежных энергетических потерях из-за сил трения и других факторов, связанных с взаимодействием частей механизма. Это делает пункт 3 верным ответом.