以下是一些關于有用功的物理題目:
1. 工人用斜面提升重為100N的物體,已知斜面長為2m,高為1m,斜面的機械效率為75%,求物體被提升過程中所做的有用功和額外功。
2. 工人用滑輪組提升重為240N的物體,所用拉力為80N,物體在拉力作用下上升了2m,求有用功和總功。
3. 一位工人用滑輪組提升重為2500N的重物,所用拉力為500N,繩子自由端被拉下2m,求有用功和總功。
4. 一位工人用滑輪組提升重為125kg的物體,動滑輪重為25N,繩子自由端被拉下3m,求有用功和額外功。
以上題目均涉及到有用功的計算,它是機械對物體直接做的功,而總功則是機械對物體所做的功與額外功之和。
題目:一個工人用一臺功率為3kW的抽水機從水井中抽水。已知抽水機機械效率為60%,求該工人需要多長時間才能將一定量的水從井中抽到地面?
解答:
首先,我們需要知道抽水機抽水的總量,以及抽水機的機械效率。
已知功率為:3kW
已知機械效率為:60%
根據功率和機械效率,我們可以計算出抽水機每秒做的有用功:
$3kW \times 60\% = 1800J/s$
接下來,我們需要知道抽水機抽水的總量。假設抽水總量為m千克,那么我們需要根據時間來求解這個問題。
$m \times g \times h = 1800 \times t$
其中,g是重力加速度,h是井的高度,t是時間。
將已知量代入方程,我們得到:
$m \times 9.8 \times h = 1800 \times t$
接下來,我們需要解這個方程來求解時間t。將此方程化簡,我們得到:
t = m × 9.8 × h / 1800
最后,將已知量代入求解,我們得到:
t = (3 × 103 × 60 × 60) / (9.8 × h) 秒
所以,工人需要花費約(3 × 103 × 60 × 60) / (9.8 × h)秒的時間才能將一定量的水從井中抽到地面。