Một cần cẩu mỗi lần nâng được một contennơ 10 tấn lên cao 5 m, mất 20 giây.
a) Tính công suất do cần cẩu sản ra.
b) Cần cẩu này chạy bằng điện, với hiệu suất 65%. Hỏi, để bốc xếp 300 contennơ, thì cần bao nhiêu điện năng?
Quảng cáo
3 câu trả lời 228
Ta có:
Khối lượng mỗi container: m=10 tấn =10000 kg
Độ cao nâng: h=5 m
Thời gian nâng: t=20 s
Hiệu suất của cần cẩu: H=65%=0,65
Số container cần bốc xếp: n=300
Lấy g≈10 m/s2
a) Tính công suất của cần cẩu
Công nâng một container là:
A=P.h=mgh
A=10000×10×5=500000 J
Công suất:
N=
b) Tính điện năng cần dùng để bốc xếp 300 container
Công có ích để nâng 300 container:
Aích=300×500000=150000000 J
Hiệu suất:
H=
Suy ra:
Ađiện=
Vậy điện năng cần cung cấp là:
Ađiện≈2,31×108 J\
Đổi ra kWh:
1 kWh=3,6×106 J
Ađiện= ≈64,1 kWh
Đáp số
a) 25 kW
b) 2,31×108 J≈64,1 kWh
1. Đổi đơn vị khối lượng
Đổi khối lượng container sang đơn vị đo chuẩn:
\(m=10\text{\ tn}=10000\text{\ kg}\)
2. Tính trọng lượng vật nâng
Trọng lượng của một chiếc container là:
\(P=10\cdot m=10\cdot 10000=100000\text{\ N}\)
3. Tính công một lần nâng
Công cơ học để nâng một container lên cao:
\(A_{1}=P\cdot h=100000\cdot 5=500000\text{\ J}\)
4. Tính công suất cần cẩu
Công suất do cần cẩu sản ra là:
\(\mathcal{P}=\frac{A_{1}}{t}=\frac{500000}{20}=25000\text{\ W}\)
5. Tính tổng công có ích
Tổng công có ích để bốc xếp 300 container:
\(A_{\text{ích}}=300\cdot A_{1}=300\cdot 500000=1,5\cdot 10^{8}\text{\ J}\)
6. Xác định điện năng tiêu thụ
Tổng điện năng toàn phần hệ thống cần tiêu thụ:
\(A_{\text{tp}}=\frac{A_{\text{ích}}}{H}=\frac{1,5\cdot 10^{8}}{0,65}\approx 2,31\cdot 10^{8}\text{\ J}\)
Kết luận ✅
Cần cẩu sản ra công suất là \(25000\text{ W}\) và cần tiêu thụ tổng lượng điện năng là \(2,31 \cdot 10^8\text{ J}\) để hoàn thành việc bốc xếp toàn bộ 300 container.
Dưới đây là lời giải chi tiết cho bài toán của bạn:
Tóm tắt đề bài:
Khối lượng 1 contennơ: $m = 10 \text{ tấn} = 10.000 \text{ kg}$
Chiều cao nâng: $h = 5 \text{ m}$
Thời gian nâng 1 contennơ: $t = 20 \text{ s}$
Hiệu suất: $H = 65\% = 0,65$
Số lượng contennơ: $N = 300$
Lời giải:
a) Tính công suất do cần cẩu sản ra (Công suất có ích)
Trước hết, ta cần tính trọng lượng của một contennơ:
$P = 10 \cdot m = 10 \cdot 10.000 = 100.000 \text{ (N)}$
Công cơ học mà cần cẩu thực hiện để nâng 1 contennơ lên cao 5 m là:
$A_1 = P \cdot h = 100.000 \cdot 5 = 500.000 \text{ (J)}$
Công suất do cần cẩu sản ra khi nâng contennơ là:
$\mathcal{P} = \frac{A_1}{t} = \frac{500.000}{20} = 25.000 \text{ (W)} = 25 \text{ (kW)}$
b) Tính điện năng cần thiết để bốc xếp 300 contennơ
Tổng công có ích cần thiết để nâng toàn bộ 300 contennơ là:
$A_{\text{ích}} = N \cdot A_1 = 300 \cdot 500.000 = 150.000.000 \text{ (J)}$
Vì hiệu suất của cần cẩu là $65\%$, nên tổng lượng điện năng (công toàn phần $A_{\text{tp}}$) mà cần cẩu phải tiêu thụ là:
$H = \frac{A_{\text{ích}}}{A_{\text{tp}}} \Rightarrow A_{\text{tp}} = \frac{A_{\text{ích}}}{H}$
$A_{\text{tp}} = \frac{150.000.000}{0,65} \approx 230.769.231 \text{ (J)}$
Để số liệu gọn hơn, ta có thể đổi lượng điện năng này ra đơn vị Kilôoat giờ ($\text{kWh}$):
Biết rằng: $1 \text{ kWh} = 3.600.000 \text{ J}$
$A_{\text{tp}} = \frac{230.769.231}{3.600.000} \approx 64,1 \text{ (kWh)}$
Đáp số:
a) Công suất của cần cẩu: $25.000 \text{ W}$ (hoặc $25 \text{ kW}$)
b) Điện năng cần dùng: $\approx 230.769.231 \text{ J}$ (hoặc $\approx 64,1 \text{ kWh}$)
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
77281 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
29796 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
27369
