Электромагнитная… — Задание Физика 8 Класс №00050802

Рука вращает ручку и совершает механическую работу. Генератор превращает её в электрическую энергию, которую получает лампочка, но не всю: часть уходит на трение в шестерёнках передачи и на нагревание обмоток. КПД показывает, какая доля работы руки дошла до лампочки.

Полезная работа — электрическая энергия лампочки. Сначала мощность тока в лампочке по показаниям приборов:

$$P = UI = 4\text{ В}\cdot 0{,}5\text{ А} = 2\text{ Вт}.$$

Лампочка горит минуту, то есть $60\text{ с}$, и за это время получает энергию:

$$A_{\text{пол}} = Pt = 2\text{ Вт}\cdot 60\text{ с} = 120\text{ Дж}.$$

Это только $40\%$ работы руки, то есть $A_{\text{пол}} = 0{,}4\,A_{\text{затр}}$. Работа руки больше полезной:

$$A_{\text{затр}} = \dfrac{A_{\text{пол}}}{0{,}4} = \dfrac{120\text{ Дж}}{0{,}4} = 300\text{ Дж}.$$

Проверим себя, поменяв порядок шагов. Мощность лампочки — $40\%$ мощности руки, значит, рука развивает мощность $2 : 0{,}4 = 5\text{ Вт}$. За $60\text{ с}$ это $5\cdot 60 = 300\text{ Дж}$. Совпало.