Присоединиться

Физика·Задания Д29 C2. Механика (расчетная задача)·11 класс

Известно, что «лошадиная сила» (л. с.) равна мощности 75 кгс · м/с ≈

Условие

Известно, что «лошадиная сила» (л. с.) равна мощности 75 кгс · м/с ≈ 735 Вт, а средний человек при длительной работе развивает мощность около 0,16 л. с. и кратковременно может превышать это ограничение. Человек, стараясь после отключения электричества в сети осветить свое жилище, используя электрогенератор с механическим приводом с КПД η = 65%, вращает ротор генератора через редуктор за ручку, находящуюся на расстоянии R = 0,35 м от оси, со скоростью n = 30 об/мин, прикладывая к ручке силу F = 90 Н.Сможет ли он долго поддерживать горение лампочки накаливания мощностью P = 60 Вт, и не перегорит ли она от перенапряжения (лампочка рассчитана на номинальное напряжение 220 В, но не более 235 В, а напряжение генератора прямо пропорционально скорости вращения ротора)? Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | I) Приведено полное решение, включающее следующие элементы:записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: выражения для КПД генератора и механической мощности, развиваемой человеком, электрической мощности, а также оценки предельных значений параметров задачи);II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу(допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ. | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИ В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИ В одной из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

Сможет

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    КПД генератора с механическим приводом равен отношению его электрической мощности к механической мощности, развиваемой человеком: η=PэлPмех\eta= \frac{P_эл}{P_мех} Механическая мощность, развиваемая человеком, в условиях задачи равна Pмех=F2ПиnR906,2830600,3598,9Вт,P_мех=F \cdot 2 Пи n \cdot R\approx 90 \cdot 6,28 \cdot \frac{30}{60} \cdot 0,35\approx98,9Вт, а электрическая мощность генератора Pэл=ηPмех64,3Вт,P_эл=\eta P_мех\approx64,3Вт, что достаточно для питания лампочки мощностью 60 Вт.

Осталось ещё 1 шаг — откроются после входа:

  • Шаг 2
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Задания Д29 C2. Механика (расчетная задача)»