Задание 4. Мощность подъемника
Дано:
- Масса бадьи с бетоном: \( m = 2.4 \) т.
- Высота подъема: \( h = 40 \) м.
- Время подъема: \( t = 0.5 \) мин.
- Ускорение свободного падения: \( g \approx 9.8 \) м/с2 (примем \( g = 10 \) м/с2 для упрощения расчетов).
Найти: Мощность подъемника \( P \).
Решение:
- Переведём единицы измерения в систему СИ:
- Масса: \( m = 2.4 \text{ т} = 2400 \text{ кг} \).
- Время: \( t = 0.5 \text{ мин} = 0.5 \times 60 \text{ с} = 30 \text{ с} \).
- Сначала найдём работу, совершаемую подъемником. Работа равна силе, умноженной на расстояние, на которое действует сила. В данном случае сила равна весу бадьи с бетоном ( \( F = m g \) ), а расстояние — высоте подъема.
- Работа \( A = F h = (m g) h \).
- Подставим значения: \( A = (2400 \text{ кг} 10 \text{ м/с}^2) 40 \text{ м} = 24000 \text{ Н} 40 \text{ м} = 960000 \) Дж.
- Мощность — это работа, совершённая за единицу времени: \( P = \frac{A}{t} \).
- Подставим значения: \( P = \frac{960000 \text{ Дж}}{30 \text{ с}} = 32000 \) Вт.
- Переведём результат в киловатты (кВт): \( 32000 \text{ Вт} = 32 \text{ кВт} \).
Ответ: 32000 Вт (или 32 кВт).