Какое время понадобится подъемному крану с мощностью 6 кВт для подъема груза весом 6 тонн на высоту 8 метров, если КПД устройства составляет 80%? Прошу решить задачу и подробно объяснить каждый шаг решения.
Физика8 классРабота и энергияподъемный кранмощность 6 кВтгруз 6 тоннвысота 8 метровКПД 80%время подъемафизика 8 классрешение задачишаги решениямеханическая работа
Для решения данной задачи нам нужно определить, сколько времени потребуется подъемному крану для подъема груза, учитывая его мощность и КПД. Давайте разберем решение по шагам.
Шаг 1: Определение работы, необходимой для подъема груза.Работа (A),необходимая для подъема груза, рассчитывается по формуле:
A = m * g * h
В нашем случае:
Теперь подставим значения в формулу:
A = 6000 кг * 9.81 м/с² * 8 м = 470880 Дж (джоулей).
Шаг 2: Учет КПД подъемного крана.Так как КПД устройства составляет 80%, это означает, что только 80% от потребляемой энергии используется для выполнения работы по подъему груза. Таким образом, нам нужно рассчитать фактическую работу, которую должен выполнить кран, учитывая КПД:
A_фактическая = A / КПД.
КПД в десятичной форме равен 0.8. Подставим значения:
A_фактическая = 470880 Дж / 0.8 = 588600 Дж.
Шаг 3: Определение времени подъема груза.Теперь мы можем рассчитать время (t),необходимое для выполнения этой работы, используя мощность (P) крана. Мощность определяется как работа, выполненная за единицу времени:
P = A / t.
Из этой формулы можно выразить время:
t = A / P.
Подставим значения:
Теперь можем подставить в формулу:
t = 588600 Дж / 6000 Вт = 98.1 секунд.
Шаг 4: Ответ.Таким образом, подъемному крану с мощностью 6 кВт потребуется приблизительно 98.1 секунды для подъема груза весом 6 тонн на высоту 8 метров с КПД 80%.