Теория:

При использовании механизмов всегда совершается работа, превышающая работу, которая необходима для достижения поставленной цели, поэтому различают полную (или затраченную) работу — Aз и полезную работу — Aп.
Рассмотрим подъем груза массой \(m\) на высоту \(h.\)
Полезная работа заключается в подъеме груза на высоту, а для этого необходимо преодолеть силу тяжести. Если движение равномерное, то полезная работа равна:
Aп=Fs=mgh.
 
Если груз оказывается достаточно тяжелым, и не предоставляется возможным поднять его вручную, можно использовать механизмы, например блок или наклонную плоскость. В этом случае, кроме действующей на груз силы тяжести, придется преодолеть еще и другие силы. например, при движении по наклонной плоскости — силу трения между грузом и плоскостью.

Более того, выигрывая в силе, всегда проигрывают в пути, что также влияет на работу.
Всё это приводит к тому, что совершённая с помощью механизма затрачиваемая (полная) работа всегда несколько больше полезной работы:
Aз>Aп или AпAз<1.
Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма (КПД):
КПД=AпAз;
η=AпAз100%, где η — буквенное обозначение КПД, \(A_П\) — полезная работа, \(A_З\) — затраченная работа.
КПД может выражаться и в долевом отношении и в процентах: η\(=0,35=35\%\).
При разработке двигателей и механизмов инженеры нацелены уменьшить затраты энергии и повысить коэффициент полезного действия. В процессе научно-технического развития коэффициент полезного действия изменялся. Современные технологии позволяют достичь высокого КПД. Это необходимо для сохранения природы.
  • КПД парового двигателя — \(1\)-\(8\%\);
  • КПД бензинового двигателя — \(20\)-\(25\%\);
  • КПД электрического двигателя — \(90\)-\(95\%\).