Какое время потребуется двигателю мощностью 120 л.с. для откачивания 54 м3 воды из водяного пласта на глубине 250 м, если 1 л.с. равняется 735,5 Вт?

Физика 9 класс Работа и мощность время откачивания воды мощность двигателя 120 л.с. 54 м3 воды глубина 250 м 1 л.с. 735,5 Вт физика 9 класс Новый

Для решения задачи нам нужно рассчитать, сколько энергии потребуется для откачивания 54 м³ воды на глубину 250 м, а затем определить, сколько времени займет этот процесс с учетом мощности двигателя.

Шаг 1: Вычисление массы воды

Сначала найдем массу воды. Плотность воды составляет примерно 1000 кг/м³. Поэтому, чтобы найти массу, используем формулу:

• масса = объем × плотность

Подставим значения:

• масса = 54 м³ × 1000 кг/м³ = 54000 кг

Шаг 2: Вычисление потенциальной энергии

Теперь рассчитаем потенциальную энергию, которую необходимо затратить для подъема воды на 250 м. Формула для потенциальной энергии выглядит так:

• E = m × g × h

где:

• E — потенциальная энергия (в Джоулях),
• m — масса (в кг),
• g — ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
• h — высота подъема (в м).

Подставляем значения:

• E = 54000 кг × 9,81 м/с² × 250 м = 1321500000 Дж (или 1,3215 × 10^9 Дж).

Шаг 3: Перевод мощности двигателя в Ватты

Теперь переведем мощность двигателя из лошадиных сил в Ватты. Мы знаем, что 1 л.с. = 735,5 Вт. Поэтому:

• мощность = 120 л.с. × 735,5 Вт/л.с. = 88260 Вт.

Шаг 4: Вычисление времени

Теперь мы можем найти время, необходимое для откачивания воды, используя формулу:

• t = E / P

где:

• t — время (в секундах),
• E — энергия (в Джоулях),
• P — мощность (в Ваттах).

Подставляем значения:

• t = 1321500000 Дж / 88260 Вт ≈ 14900 секунд.

Шаг 5: Перевод времени в часы

Для удобства переведем время из секунд в часы:

• t (в часах) = 14900 секунд / 3600 секунд/час ≈ 4,14 часа.

Ответ: Двигателю мощностью 120 л.с. потребуется примерно 4,14 часа для откачивания 54 м³ воды из водяного пласта на глубине 250 м.