Очень нужна помощь решить задачу по физике!! Водяная мельница имеет КПД 3%. Её приводит в действие поток воды с объёмным расходом 1 м /мин, падающий с высоты 3 м. Сравните полезную мощность этой водяной мельницы и мощность двигателя простейшей электрической газонокосилки, равную одной лошадиной силе (1 л.с.). Считайте, что ускорение свободного падения 9 = 10 Н/кг, а 1 л.с. = 750 Вт. Варианты ответов: 1.Мощность газонокосилки существенно больше полезной мощности водяной мельницы. 2.Мощность газонокосилки существенно меньше полезной мощности водяной мельницы. 3.Мощность газонокосилки и полезная мощность водяной мельницы отличаются менее чем в 5 раз. 4.Недостаточно данных для ответа на данный вопрос.
Для начала найдем полезную мощность водяной мельницы.
Полезная мощность определяется как произведение КПД и мощности подводимой энергии. Мощность подводимой энергии равна работе силы тяжести над водой, т.е. энергии, которую вода передает валу мельницы.
Энергия, которую передает вода валу мельницы:
(A = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q ),
где A - энергия, передаваемая валу мельницы (джоулей/сек), (\rho ) - плотность воды (кг/м^3), g - ускорение свободного падения (м/с^2), h - высота падения воды (м), Q - объемный расход воды (м^3/с).
Для начала найдем полезную мощность водяной мельницы.
Полезная мощность определяется как произведение КПД и мощности подводимой энергии. Мощность подводимой энергии равна работе силы тяжести над водой, т.е. энергии, которую вода передает валу мельницы.
Энергия, которую передает вода валу мельницы:
(A = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q ),
где A - энергия, передаваемая валу мельницы (джоулей/сек),
(\rho ) - плотность воды (кг/м^3),
g - ускорение свободного падения (м/с^2),
h - высота падения воды (м),
Q - объемный расход воды (м^3/с).
Подставляем данные:
(A = 1000 \cdot 10 \cdot 3 \cdot 0.0167 = 500 ) Вт
Теперь найдем полезную мощность водяной мельницы:
(P_{пол} = 0.03 \cdot 500 = 15 ) Вт
Теперь найдем мощность газонокосилки в лошадиных силах:
1 л.с. = 750 Вт
Теперь сравним полезную мощность водяной мельницы и мощность газонокосилки:
Мощность газонокосилки (в Ваттах): ( 1 \cdot 750 = 750 ) Вт
Ответ:
Мощность газонокосилки и полезная мощность водяной мельницы отличаются менее чем в 5 раз.