Kako se izlazni rad može usporediti s ulazom za stroj čija je učinkovitost manja od 100 posto?

Izlazni rad stroja uvijek je manji od ulaznog rada zbog gubitaka energije. Učinkovitost se definira kao omjer izlaznog rada i ulaznog rada, izražen u postocima. Ako stroj ima učinkovitost manju od 100%, to znači da je dio ulaznog rada izgubljen zbog raznih čimbenika kao što su trenje, stvaranje topline i druge energetske neučinkovitosti.

Evo kako se izlazni rad uspoređuje s ulazom za stroj s učinkovitošću manjom od 100%:

1. Unos energije: Kada primijenite silu da upravljate strojem, stroju dajete energiju. Ta se energija obično isporučuje u obliku mehaničkog rada, električne energije ili bilo kojeg drugog izvora energije.

2. Gubici energije: Dok stroj radi, dio ulazne energije gubi se zbog različitih čimbenika:

- Trenje: Trenje nastaje kada se pokretni dijelovi trljaju jedni o druge, uzrokujući gubitak energije kao topline.

- Stvaranje topline: Mehanički procesi i električni otpor stvaraju toplinu, što je oblik izgubljene energije.

- Neučinkovitosti u prijenosu energije: Nisu svi procesi prijenosa energije savršeno učinkoviti. Na primjer, u električnim sustavima postoje gubici zbog otpora u žicama i transformatorima.

3. Izlazni rad: Izlazni rad je koristan rad koji stroj obavlja nakon uračunavanja gubitaka energije. Predstavlja količinu rada koji stroj može obaviti na predviđenom zadatku, kao što je podizanje tereta, rezanje materijala ili generiranje gibanja.

4. Izračun učinkovitosti: Učinkovitost (η) stroja izračunava se pomoću sljedeće formule:

```

η =(Izlazni rad / Ulazni rad) * 100%

```

Ako je učinkovitost manja od 100%, to znači da stroj gubi dio ulaznog rada zbog gubitaka energije.

5. Odnos između izlaza i ulaza: Usporedbom izlaznog i ulaznog rada, možete odrediti koliko se energije gubi u procesu. Za stroj s učinkovitošću manjom od 100%, izlazni rad će uvijek biti manji od ulaznog rada.

Na primjer, razmotrite stroj s ulaznim radom od 100 jedinica i učinkovitošću od 80%. Izlazni rad u ovom slučaju bio bi:

```

Izlazni rad =(80 / 100) * 100 =80 jedinica

```

U ovom primjeru, 20 jedinica ulaznog rada izgubljeno je zbog energetske neučinkovitosti, što rezultira izlaznim radom od 80 jedinica.

U praktičnim primjenama bitno je uzeti u obzir učinkovitost strojeva kako bi se optimizirala potrošnja energije i smanjili gubici energije. Poboljšanje učinkovitosti strojeva uključuje minimiziranje trenja, smanjenje proizvodnje topline i optimiziranje procesa prijenosa energije.