Какой коэффициент полезного действия (КПД) подъемного крана, если его электродвигатель подключен к источнику тока с напряжением 380 В и силой тока 20 А, а кран поднимает груз массой 1 тонна на высоту 19 метров за 50 секунд?

Физика 9 класс Эффективность и КПД машин коэффициент полезного действия КПД подъемного крана электродвигатель напряжение 380 В сила тока 20 А груз масса 1 тонна высота 19 метров время 50 секунд Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) подъемного крана, нам нужно рассчитать полезную работу, которую выполняет кран, и полную работу, которую затрачивает электродвигатель. Затем мы можем использовать эти значения для вычисления КПД.

Шаг 1: Рассчитаем полезную работу (Aполезная)

Полезная работа равна работе, которую кран выполняет при подъеме груза. Она рассчитывается по формуле:

Aполезная = m * g * h

• m - масса груза (в кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
• h - высота подъема (в м).

Подставим значения:

• m = 1000 кг (1 тонна),
• g = 9.81 м/с²,
• h = 19 м.

Теперь вычислим:

Aполезная = 1000 * 9.81 * 19 = 186390 Дж (джоулей).

Шаг 2: Рассчитаем полную работу (Aполная)

Полную работу можно найти, зная мощность электродвигателя и время работы. Сначала найдем мощность:

P = U * I

• U - напряжение (в В),
• I - сила тока (в А).

Подставим значения:

P = 380 В * 20 А = 7600 Вт (ватт).

Теперь найдем полную работу за 50 секунд:

Aполная = P * t

• t - время (в секундах).

Подставим значение времени:

Aполная = 7600 Вт * 50 с = 380000 Дж (джоулей).

Шаг 3: Рассчитаем КПД

Теперь, когда у нас есть полезная и полная работа, мы можем рассчитать КПД по формуле:

КПД = (Aполезная / Aполная) * 100%

Подставим наши значения:

КПД = (186390 Дж / 380000 Дж) * 100% ≈ 49.57%.

Ответ:

Коэффициент полезного действия (КПД) подъемного крана составляет примерно 49.57%.