Каков общий КПД механизма, если двигатель имеет мощность 12,5 кВт, сила сопротивления движению составляет 2

Osen

8

Для начала, давайте разберемся, что такое КПД механизма. КПД (коеффициент полезного действия) - это отношение мощности, которую механизм вырабатывает, к мощности, которую он потребляет. В нашем случае, мощность двигателя составляет 12,5 кВт (киловатт), и эта мощность тратится на преодоление силы сопротивления движению.

Сила сопротивления движению равна 2 кН (килоньтонны), что составляет 2000 Н (ньютон). Скорость движения равна 5 м/с (метров в секунду).

Чтобы найти работу, совершенную механизмом, мы используем следующую формулу:

\[Работа = Сила \times Расстояние\]

В данном случае сила равна силе сопротивления движению, то есть 2000 Н. А расстояние, которое механизм пройдет за единицу времени, равно скорости движения, то есть 5 м/с.

Теперь мы можем найти работу:
\[Работа = 2000 Н \times 5 м/с = 10000 Дж\]

Таким образом, механизм совершил работу в 10000 Дж (джоулей).

Далее, чтобы найти КПД, мы используем следующую формулу:

\[\text{КПД} = \frac{\text{Полезная мощность}}{\text{Потребляемая мощность}}\]

Полезная мощность - это мощность, которую механизм вырабатывает, то есть 12,5 кВт. Потребляемая мощность - это мощность, которую механизм потребляет, то есть равна полезной мощности плюс мощности, потраченной на силу сопротивления движению.

Мы можем выразить мощность, потраченную на силу сопротивления движению, с помощью следующей формулы:
\[Мощность = Сила \times Скорость\]

В нашем случае, сила равна 2000 Н, а скорость равна 5 м/с.

Теперь мы можем найти потребляемую мощность:
\[Мощность = 2000 Н \times 5 м/с = 10000 Вт = 10 кВт\]

Подставив значения в формулу для КПД, получаем:
\[\text{КПД} = \frac{12,5 кВт}{12,5 кВт + 10 кВт} = \frac{12,5}{22,5} \approx 0,56\]

Таким образом, общий КПД механизма составляет примерно 0,56, или 56%. Это означает, что около 56% энергии, потраченной на механизм, преобразуется в полезную работу, а остальные 44% тратятся на преодоление силы сопротивления движению.