Задание 2. Электродвигатель подъемного крана подключен к источнику тока напряжением 380 В, при этом сила тока в обмотке 20 А. Определите КПД подъемного крана, если он поднимает груз массой 1 т на высоту 19 м за 50 с.

Решение: 1. Определим полезную мощность, затраченную на подъем груза: $P_{полезная} = \frac{A}{t} = \frac{mgh}{t}$, где: * $m = 1 \text{ т} = 1000 \text{ кг}$ - масса груза, * $g = 9.8 \text{ м/с}^2$ - ускорение свободного падения (приближенно можно взять 10 м/с²), * $h = 19 \text{ м}$ - высота подъема, * $t = 50 \text{ с}$ - время подъема. Подставляем значения: $P_{полезная} = \frac{1000 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 19 \text{ м}}{50 \text{ с}} = \frac{186200}{50} \text{ Вт} = 3724 \text{ Вт}$ 2. Определим потребляемую мощность электродвигателя: $P_{потребляемая} = UI$, где: * $U = 380 \text{ В}$ - напряжение, * $I = 20 \text{ А}$ - сила тока. Подставляем значения: $P_{потребляемая} = 380 \text{ В} \cdot 20 \text{ А} = 7600 \text{ Вт}$ 3. Определим КПД (коэффициент полезного действия): $\eta = \frac{P_{полезная}}{P_{потребляемая}} \cdot 100\%$ Подставляем значения: $\eta = \frac{3724 \text{ Вт}}{7600 \text{ Вт}} \cdot 100\% \approx 49\%$ (округляем до целых процентов) Ответ: 49% Объяснение для ученика: В этой задаче нужно найти коэффициент полезного действия (КПД) подъемного крана. КПД показывает, насколько эффективно используется энергия. Чтобы решить задачу, нужно: 1. Найти полезную мощность (то, что кран делает полезного - поднимает груз). 2. Найти потребляемую мощность (сколько энергии кран берет из сети). 3. Разделить полезную мощность на потребляемую и умножить на 100%, чтобы получить КПД в процентах. Помни, что КПД всегда меньше 100%, потому что часть энергии теряется на нагрев и другие не полезные вещи. В данном случае, КПД крана составляет примерно 49%, что означает, что почти половина потребляемой энергии идет на подъем груза, а остальное теряется.