Дано:
Найти:
Решение:
Работа насоса (А) против силы тяжести вычисляется по формуле:
\[ A = F \cdot h \]Где F - сила тяжести, h - высота подъема.
Сила тяжести (F) определяется как:
\[ F = mg \]Где m - масса воды, g - ускорение свободного падения (приближенно 9.8 м/с²).
Массу (m) можно выразить через плотность (ρ) и объем (V):
\[ m = \rho V \]Для воды плотность (ρ) составляет 1000 кг/м³.
Подставим известные значения:
\[ m = 1000 \,\text{кг/м}^3 \cdot 0.02 \,\text{м}^3 = 20 \,\text{кг} \]Теперь найдем силу тяжести:
\[ F = 20 \,\text{кг} \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 = 196 \,\text{Н} \]Вычислим работу, совершаемую насосом за 1 секунду:
\[ A = 196 \,\text{Н} \cdot 10 \,\text{м} = 1960 \,\text{Дж} \]Найдем мощность (N) насоса:
\[ N = \frac{A}{t} \]Где A - работа, t - время.
Вычислим мощность за 1 секунду:
\[ N = \frac{1960 \,\text{Дж}}{1 \,\text{с}} = 1960 \,\text{Вт} \]Вычислим мощность за 60 секунд:
\[ A(60) = A \cdot t_2 = 1960 \,\text{Дж} \cdot 60 \,\text{с} = 117600 \,\text{Дж} \]Ответ: A = 1960 Дж, N = 1960 Вт