Каков коэффициент полезного действия механизмов подъемного крана, если его двигатель имеет мощность 10 кВт, и кран

  • 53
Каков коэффициент полезного действия механизмов подъемного крана, если его двигатель имеет мощность 10 кВт, и кран равномерно поднимает груз массой 2 т на высоту 10 м за 25 секунд? Ответить, перефразируя:
Какой коэффициент полезного действия механизмов подъемного крана, если мощность его двигателя составляет 10 кВт? В то же время, кран поднимает груз массой 2 т на высоту 10 метров за 25 секунд.
Янтарка_4288
55
Чтобы вычислить коэффициент полезного действия механизмов подъемного крана, нам необходимо знать, какую работу совершает кран и сколько энергии расходует его двигатель. Перейдем к пошаговому решению:

Шаг 1: Найдем работу, совершаемую краном. Работа вычисляется как произведение силы, приложенной к объекту, и расстояния, на которое она действует. В данном случае, груз массой 2 т (тонны) поднимается на высоту 10 м (метров), следовательно, работа будет равна произведению массы груза на ускорение свободного падения (\(9.8 \, \text{м/с}^2\)) на высоту подъема:

\[ \text{Работа} = \text{масса} \times \text{ускорение свободного падения} \times \text{высота} \]

Подставим известные значения:

\[ \text{Работа} = 2 \, \text{т} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 10 \, \text{м} \]

Выполняя вычисления, получаем:

\[ \text{Работа} = 1960 \, \text{кДж} \]

Шаг 2: Рассчитаем энергию, которую расходует двигатель крана, используя формулу мощности:

\[ \text{Мощность} = \frac{\text{работа}}{\text{время}} \]

Мощность двигателя равна 10 кВт, а время подъема составляет 25 секунд. Подставим эти значения в формулу:

\[ 10 \, \text{кВт} = \frac{1960 \, \text{кДж}}{25 \, \text{с}} \]

Шаг 3: Вычислим полезную мощность крана, которая соответствует реально совершаемой работе:

\[ \text{Полезная мощность} = \text{работа} \, \div \, \text{время} \]

\[ \text{Полезная мощность} = \frac{1960 \, \text{кДж}}{25 \, \text{с}} \]

Проведя все необходимые вычисления, мы получаем:

\[ \text{Полезная мощность} = 78.4 \, \text{кВт} \]

Шаг 4: Наконец, рассчитаем коэффициент полезного действия (КПД) механизмов подъемного крана, который определяется как отношение полезной мощности к мощности, потребляемой двигателем:

\[ \text{КПД} = \frac{\text{Полезная мощность}}{\text{Мощность двигателя}} \]

Подставим известные значения:

\[ \text{КПД} = \frac{78.4 \, \text{кВт}}{10 \, \text{кВт}} \]

Выполнив деление, мы получаем:

\[ \text{КПД} = 7.84 \]

Таким образом, коэффициент полезного действия механизмов подъемного крана составляет 7.84, что означает, что примерно 7.84% энергии, потребляемой двигателем, используется для совершения полезной работы.