Praca i moc – zadania Sprawność urządzeń – zadania

mgr Kamila Rudź
Akademia Morska w Gdyni
Praca i moc – zadania
1. Jaką pracę wykonujesz:
a) podnosząc pionowo z powierzchni ziemi na wysokość swojej głowy kota (np. o masie 3 kg),
b) podnosząc w ten sam sposób dwa koty (6 kg),
c) podnosząc pionowo sztangę o łącznej masie 50 kg na wysokość 50 cm,
d) wciągając na linie pionowo szafkę o masie 35 kg na wysokość 2 piętra (ok. 7.5 m),
e) pchając tę samą szafkę po rampie nachylonej pod kątem 30° do powierzchni ziemi na tę samą wysokość,
f) niosąc poziomo torebkę / plecak,
g) ciągnąc poziomo sanki po śniegu ruchem jednostajnym na odległość 6 km?
2. Jakiej mocy uŜywasz, wykonując czynności z zadania 1 odpowiednio w czasie:
a) 1 sekundy i 2 sekund,
b) 1 sekundy i 2 sekund,
c) 0.5 sekundy i 1 sekundy,
d) 10 min,
e) 5 min,
f) 1 dnia,
g) 2 godzin?
3. Helikopter o masie 6 ton wzniósł się w czasie 150 s na wysokość 2 km ruchem jednostajnie przyspieszonym.
Jaką pracę wykonał w tym czasie silnik? Z jaką mocą ten silnik pracował?
4. Samolot o masie 5 ton leciał poziomo ze stałą szybkością 540 km/h. W pewnym momencie wzniósł się o 2 km
i leciał tam ze stałą szybkością 360 km/h. Jaką pracę wykonał silnik samolotu podczas wznoszenia?
5. Z wysokości h = 45 m spada kamień o masie 2 kg i uderza w grunt z szybkością 20 m/s. Jaką pracę wykonały
siły oporu atmosfery?
6. Jaką pracę muszą wykonać hamulce, aby zatrzymać samochód jadący z szybkością 40 km/h? Ile razy
wzrośnie ta praca, jeśli prędkość samochodu zwiększymy 4-krotnie? Ile razy wzrośnie wtedy droga
hamowania?
7. Samochód jadący z szybkością 50 km/h hamuje do zatrzymania na drodze minimalnej 15 m. Na jakiej drodze
zahamuje samochód jadący z szybkością 150 km/h?
8. W wodospadzie Niagara spada średnio 540 dm3 wody z wysokości 65 m w czasie 1 minuty. Oblicz moc
wodospadu.
9. Turysta, którego masa wraz z bagaŜem wynosi 80 kg, w czasie 1 godziny wszedł na górę na wysokość
1000 m. Ile energii zuŜył i z jaką mocą maszerował?
Sprawność urządzeń – zadania
3
10. Pompa napełnia wodą zbiornik o pojemności 50 m w ciągu 1,5 minuty za pomocą silnika o mocy 80 kW.
Woda pompowana jest na wysokość 10 m. Oblicz sprawność pompy.
11. Transporter w czasie 1 s przenosi 50 kg piasku na cięŜarówkę. Długość transportera wynosi 3 m, a kąt
nachylenia do poziomu 30º. Sprawność urządzenia wynosi 85 %. Ile wynosi moc pobierana przez silnik?
12. Oblicz sprawność silnika samochodu o mocy 30 kW, który przy szybkości 100 km/h zuŜywa w ciągu godziny
paliwo o wartości energetycznej 250 MJ.
13. Na jaką wysokość podnosisz samochód o masie 5 ton za pomocą jednego ruchu lewarka, jeśli naciskasz z
siłą swojego cięŜaru (załóŜmy 50 N) i przesuwasz dźwignię lewarka o 25 cm w dół? Ile energii zuŜyjesz na
podniesie samochodu na wysokość 5 cm? Z jaką mocą musisz pracować, aby wykonać to w czasie 1 min?
Jak zmienią się wyniki powyŜszych obliczeń, jeśli uwzględnisz, Ŝe sprawność lewarka wynosi 95%?
14. śuraw budowlany podnosi blok betonowy o masie 3,6 t w ciągu jednej minuty na wysokość 5 metrów. Silnik
napędzający Ŝuraw ma moc 4,78 kW. Oblicz sprawność Ŝurawia.
15. Dźwig podnosi 30 t materiałów budowlanych na wysokość 10 m w czasie 10 min. Sprawność dźwigu wynosi
50%. Oblicz moc silnika dźwigu.