Задание Физика 8 Класс №00051469

Мощность — это работа за одну секунду. Значит, нужно узнать две вещи: сколько полезной работы двигатель совершает за один цикл и сколько циклов он успевает сделать за секунду.

Сначала циклы. Цикл четырёхтактного двигателя — это четыре такта, а за оборот вала поршень проходит два, так что на один цикл уходит два оборота. Вал делает $3\,000 : 60 = 50$ оборотов в секунду, значит, циклов в секунду вдвое меньше:

$$50 : 2 = 25.$$

Теперь энергия одного цикла. Порция бензина $0{,}04\text{ г} = 0{,}000\,04\text{ кг}$, удельная теплота сгорания $46\text{ МДж/кг} = 46\,000\,000\text{ Дж/кг}$:

$$Q = qm = 46\,000\,000 \cdot 0{,}000\,04 = 1\,840\text{ Дж}.$$

Полезной работой становится $25\%$ этой теплоты:

$$A = 0{,}25 \cdot 1\,840 = 460\text{ Дж}.$$

За секунду проходит $25$ циклов, поэтому полезная мощность:

$$N = 460 \cdot 25 = 11\,500\text{ Вт} = 11{,}5\text{ кВт}.$$

Проверим себя через расход бензина. За секунду сгорает $25$ порций по $0{,}04\text{ г}$, то есть $1\text{ г}$ бензина, и он выделяет $46\,000\text{ Дж}$. Четверть от этого — $11\,500\text{ Дж}$ каждую секунду, тот же ответ. Около десяти киловатт — обычная мощность одноцилиндрового мотоцикла на средних оборотах.