Какой коэффициент полезного действия экскаватора, если его мощность составляет 14,7 кВт, за час он поднял 300 тонн грунта на высоту 2 метра?

Физика 9 класс Коэффициент полезного действия (КПД) машин коэффициент полезного действия экскаватора мощность экскаватора поднятие грунта расчет КПД физика экскаватора работа экскаватора эффективность экскаватора Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) экскаватора, нам нужно сначала рассчитать полезную работу, которую он выполнил, и полную работу, которую он затратил, а затем использовать эти значения для вычисления КПД.

Шаг 1: Рассчитаем полезную работу.

Полезная работа (A) экскаватора при подъеме грунта рассчитывается по формуле:

A = m * g * h,

где:

• m - масса поднятого грунта (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
• h - высота подъема (в метрах).

Мы знаем, что экскаватор поднял 300 тонн грунта, что равно 300000 килограмм (поскольку 1 тонна = 1000 кг). Высота подъема составляет 2 метра. Подставим эти значения в формулу:

A = 300000 кг * 9,81 м/с² * 2 м = 5886000 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем полную работу.

Полная работа (W) экскаватора за 1 час (3600 секунд) рассчитывается по формуле:

W = P * t,

где:

• P - мощность экскаватора (в ваттах),
• t - время работы (в секундах).

Мощность экскаватора составляет 14,7 кВт, что равно 14700 ватт (поскольку 1 кВт = 1000 Вт). Теперь подставим значения:

W = 14700 Вт * 3600 с = 52920000 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем коэффициент полезного действия (КПД).

КПД определяется как отношение полезной работы к полной работе, выраженное в процентах:

КПД = (A / W) * 100%.

Теперь подставим наши значения:

КПД = (5886000 Дж / 52920000 Дж) * 100% ≈ 11,1%.

Ответ: Коэффициент полезного действия экскаватора составляет примерно 11,1%.