Question

Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 10 мин, Если напряжение в цепи равно 220 В, а сила тока 2 А? На какую высоту сможет поднять такой электродвигатель груз массой 20 кг за 10 мин работы?

Answer 1

Дано:

$t_1=10$ мин $=600$ c

$U=220$ В

$I=2$ A

$t_2=10$ мин $=600$ c

$m=20$ кг

Найти:

$Q-?\\h-?$

Решение:

Из закона Джоуля-Ленца: $Q=I^2Rt_1=\frac{U}{R} IRt_1=UIt_1$

$Q=2\times600\times220=264000$ Дж

Найдём мощность двигателя $P$. Она вычисляется по формуле $P=UI$

$P=220\times2=440$ Вт

Механическая работа вычисляется по формуле $A=Nt_2$, а так как также $A=Fh=mgh$, то $Nt_2=mgh$, отсюда $h=\frac{Nt_2}{mg}$

$h=\frac{440\times600}{20\times10} =1320$ м

Ответ: $Q=264$ кДж, $h=1320$ м

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно вычислить работу, совершенную электрическим током, и затем определить, на какую высоту можно поднять груз с этой работой.

1. Рассчитаем работу, совершенную электрическим током:

Работа (в джоулях) равна произведению напряжения (в вольтах) на силу тока (в амперах) и времени (в секундах):

Работа = Напряжение (U) × Сила тока (I) × Время (t)

Напряжение (U) = 220 В Сила тока (I) = 2 А Время (t) = 10 минут = 10 × 60 секунд = 600 секунд

Работа = 220 В × 2 А × 600 сек = 264000 Дж (джоулей)

2. Теперь, чтобы узнать, на какую высоту можно поднять груз массой 20 кг с этой работой, мы можем использовать формулу потенциальной энергии:

Потенциальная энергия (P) = Масса (m) × Ускорение свободного падения (g) × Высота (h)

Где:

• Масса (m) = 20 кг
• Ускорение свободного падения (g) ≈ 9.81 м/с² (приближенное значение на Земле)
• Работа (W) = 264000 Дж (из предыдущего расчета)

Теперь мы можем решить эту формулу для высоты (h):

264000 Дж = 20 кг × 9.81 м/с² × h

h = 264000 Дж / (20 кг × 9.81 м/с²) ≈ 1346.05 м

Таким образом, с такой работой, совершенной электрическим током, можно поднять груз массой 20 кг на высоту примерно 1346 метров.