Какой коэффициент полезного действия (КПД) имеет двигатель подъемного крана, если он равномерно поднимает груз массой 200 кг на высоту 50 метров за 20 секунд, а мощность двигателя составляет 10 кВт?

Физика 8 класс Эффективность и КПД машин коэффициент полезного действия КПД двигатель подъемного крана подъем груза масса 200 кг высота 50 метров мощность 10 кВт физика 8 класс Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) двигателя подъемного крана, нам нужно сначала рассчитать работу, которую выполняет двигатель, и затем сравнить её с энергией, которую он потребляет.

Шаг 1: Рассчитаем работу, выполненную при подъеме груза. Работа (A) определяется по формуле:

A = m * g * h

• m - масса груза (в килограммах), в нашем случае это 200 кг;
• g - ускорение свободного падения, примерно равное 9.81 м/с²;
• h - высота подъема (в метрах), в нашем случае это 50 м.

Подставим известные значения:

A = 200 кг * 9.81 м/с² * 50 м

A = 200 * 9.81 * 50 = 98100 Дж (джоулей)

Шаг 2: Рассчитаем энергию, потребленную двигателем за время подъема. Поскольку мощность (P) двигателя составляет 10 кВт, это означает, что он потребляет 10,000 Вт (ватт). Энергия (E) потребляется по формуле:

E = P * t

• P - мощность (в ваттах), в нашем случае 10,000 Вт;
• t - время (в секундах), в нашем случае 20 секунд.

Подставим известные значения:

E = 10,000 Вт * 20 с

E = 200,000 Дж (джоулей)

Шаг 3: Теперь мы можем найти коэффициент полезного действия (КПД). КПД рассчитывается по формуле:

КПД = (A / E) * 100%

Подставим найденные значения:

КПД = (98100 Дж / 200000 Дж) * 100%

КПД = 0.4905 * 100% = 49.05%

Таким образом, коэффициент полезного действия (КПД) двигателя подъемного крана составляет примерно 49.05%.