N(затраченная) = 45,9 Вт
V = 0,63 л
Объяснение:
дано:
t = 8 часов = (8×60) минут = 480 минут = (480×60) секунд = 28800 секунд
m = 3 тонны = 3 × 10^3 кг = 3000 кг
h = 9 м
КПД(деятельность) = 20 % = 0,2
КПД(организм) = 70 % = 0,7
энергетическая ценность(щи) = 3 МДж/л
найти:
N(затраченная)
V - количество (объем) щей для восстановления
N = A / t
A = F × S,
F - приложенная сила, S - пройденный путь
F совпадает с направлением движения (F направлена вверх, как и движение строительных материалов), значит A > 0.
на строительные материалы действует F(тяжести). для того, чтобы поднять строительные материалы на высоту, надо преодолеть именно эту силу. то есть к строительным материалам должна быть приложена сила F.
2 закон Ньютона:
вектор F(результирующая) = m × вектор a
строительные материалы поднимают равномерно, значит
вектор F(результирующая) = 0
F и F(тяжести) действуют в противоположных направлениях.
вектор F - вектор F(тяжести) = 0
F и F(тяжести) действуют вдоль одной прямой, значит проекции на вертикальную ось:
F - F(тяжести) = 0
F = F(тяжести)
F(тяжести) = m × g
значит
F = m × g
S - пройденный путь, в данном случае это h, S = h.
A = m × g × h
это полезная работа, обозначим как A(полезная).
A(полезная) = m × g × h
но так как не вся совершаемая работа становится полезной, а только 20 %, то затратить надо работу A(затраченная):
КПД = A(полезная) / A(затраченная)
A(затраченная) = A(полезная) / КПД
A(затраченная) = (m × g × h) / КПД
A(затраченная) понадобится нам в обеих частях задачи, поэтому сразу найдем ее значение:
A(затраченная) = (3000 × 9,8 × 9) / 0,2 = 1323000 = 1,323 × 10^6 Дж = 1,323 МДж
найдем N(затраченная):
N(затраченная) = А(затраченная) / t
общая формула:
N(затраченная) = ((m × g × h) / КПД) / t = (m × g × h) / (КПД × t)
но мы уже знаем А(затраченная), поэтому
N(затраченная) = 1323000 / 28800 = 45,9 Вт
найдем V:
КПД(организм) = энергетическая ценность(усвояемая) / энергетическая ценность(полная)
энергетическая ценность(усвояемая) = КПД(организм) × энергетическая ценность(полная)
энергетическая ценность(усвояемая) = 0,7 × 3 МДж = 2,1 МДж/л
найдем, сколько литров щей содержат 1,323 МДж (A(затраченная)):
1 литр - 2,1 МДж
V - 1,323 МДж
V = 1,323 × 1 / 2,1 = 0,63 л
измерения объема тела с мензурки основан на том, что при погружении тела в жидкость объем жидкости с погруженным в нее телом увеличивается на величину объема тела. Этот хорош тем, что им можно измерять объем тел неправильной формы (например, камня или картофелины), которые нельзя найти, измеряя линейные размеры этих тел. Пользоваться мензуркой (измерительным цилиндром) вы уже учились входе первой лабораторной работы. Измерить же с ее объем тела очень просто. Важно только, чтобы тело было невелико, и его полностью можно было поместить в имеющуюся мензурку. Порядок измерения следующий:
а) в мензурку наливается вода в количестве достаточном для того, чтобы полностью погрузить в нее измеряемое тело. Объем записывается;
б) полностью погрузить тело в воду;
в) определить объем воды с погруженным в нее телом. Разница объемов воды до и после погружения в нее измеряемого тела и будет объемом тела.
К телу, объем которого вы будете измерять, лучше привязать нитку. С ее проще аккуратно опустить тело в воду, а затем и извлечь из мензурки. Если тело плавает в воде нужно полностью погрузить его в воду при карандаша, спицы или проволоки. Иначе вы измерите только объем той части тела, которая находится под водой.
