Вопрос задан 15.01.2025 в 19:00. Предмет Физика. Спрашивает Назарова Марина.

Электромотор крана приводится в движение от сети с напряжением U=220В. При подъеме груза сила тока, протыкающего через мотор, I=11A. Сопротивление обмотки мотора R=2Oм. Найдите массу М груза, который движется вверх по вертикали со скоростью V=0,5м/с.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Белеменко Вероника.

Чтобы определить массу груза MM, давайте разберем задачу поэтапно и используем формулы для расчета мощности и силы, которые действуют на поднимаемый груз.

Дано:

  • Напряжение в сети: U=220ВU = 220 \, В
  • Сила тока через электромотор: I=11AI = 11 \, A
  • Сопротивление обмотки мотора: R=2ΩR = 2 \, \Omega
  • Скорость подъема груза: V=0,5м/сV = 0{,}5 \, м/с

Найти:

Массу груза MM.

Шаг 1: Определим полезную мощность мотора

Мотор поднимает груз с постоянной скоростью VV. Мощность, которая расходуется на подъём груза, можно выразить через произведение силы, поднимающей груз, и скорости движения груза:

Pполезная=FVP_{\text{полезная}} = F \cdot V

где:

  • PполезнаяP_{\text{полезная}} — полезная мощность, идущая на подъём груза,
  • FF — сила, необходимая для подъёма груза,
  • VV — скорость движения груза.

Так как сила FF, действующая на груз, равна весу груза, то F=MgF = Mg, где:

  • MM — масса груза,
  • g9,8м/с2g \approx 9{,}8 \, м/с^2 — ускорение свободного падения.

Таким образом,

Pполезная=MgVP_{\text{полезная}} = Mg \cdot V

Шаг 2: Рассчитаем полную мощность мотора

Полная мощность PP, потребляемая мотором, определяется произведением напряжения UU и силы тока II:

P=UIP = U \cdot I

Подставим значения:

P=220В11A=2420ВтP = 220 \, В \cdot 11 \, A = 2420 \, Вт

Шаг 3: Учтем потери мощности на обмотке

Часть мощности теряется на нагрев обмоток мотора, и эти потери можно найти как:

Pпотери=I2RP_{\text{потери}} = I^2 \cdot R

Подставим значения:

Pпотери=(11A)22Ω=1212=242ВтP_{\text{потери}} = (11 \, A)^2 \cdot 2 \, \Omega = 121 \cdot 2 = 242 \, Вт

Шаг 4: Определим полезную мощность

Теперь, когда мы знаем общую мощность и потери, полезная мощность, идущая непосредственно на подъём груза, будет равна разности между полной мощностью и потерями:

Pполезная=PPпотериP_{\text{полезная}} = P - P_{\text{потери}} Pполезная=2420Вт242Вт=2178ВтP_{\text{полезная}} = 2420 \, Вт - 242 \, Вт = 2178 \, Вт

Шаг 5: Найдём массу груза

Теперь, когда известна полезная мощность, можем найти массу груза, используя формулу:

Pполезная=MgVP_{\text{полезная}} = Mg \cdot V

Отсюда:

M=PполезнаяgVM = \frac{P_{\text{полезная}}}{g \cdot V}

Подставим значения:

M=2178Вт9,8м/с20,5м/сM = \frac{2178 \, Вт}{9{,}8 \, м/с^2 \cdot 0{,}5 \, м/с} M=21784,9444кгM = \frac{2178}{4{,}9} \approx 444 \, кг

Ответ:

Масса груза, который поднимается электромотором, составляет примерно M444кгM \approx 444 \, кг.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос