Работа и Мощность — Задание Физика 8 Класс №00050519

Насос потребляет $10$ кВт, но воду поднимает только полезная часть этой мощности — остальное уходит на нагрев и трение. Нам надо понять, сколько полезной работы нужно сделать, и с какой полезной мощностью насос её делает. Тогда время найдётся делением.

Начнём с воды. Её масса через плотность и объём:

$$m = \rho V = 1000\cdot 12 = 12\,000\text{ кг}.$$

Полезная работа — подъём всей этой воды на высоту $20$ м:

$$A_{\text{п}} = mgh = 12\,000\cdot 10\cdot 20 = 2\,400\,000\text{ Дж}.$$

Теперь мощность. Затрачиваемая мощность $10\text{ кВт} = 10\,000\text{ Вт}$, а полезная — её $80\%$:

$$N_{\text{п}} = 0{,}8\cdot 10\,000 = 8000\text{ Вт}.$$

Время — это полезная работа, делённая на полезную мощность:

$$t = \dfrac{A_{\text{п}}}{N_{\text{п}}} = \dfrac{2\,400\,000}{8000} = 300\text{ с}.$$

Заметь: ответ просят в минутах, а мы считали в секундах. Переведём: $300 : 60 = 5$ минут.

Проверим себя другим путём. За $300$ с насос потребляет $10\,000\cdot 300 = 3\,000\,000$ Дж. Из них полезны $80\%$, то есть $0{,}8\cdot 3\,000\,000 = 2\,400\,000$ Дж. Это в точности работа, нужная для подъёма воды.