Каков коэффициент полезного действия троллейбуса, если его масса составляет 12 тонн и он начинает движение

Тема вопроса: Коэффициент полезного действия троллейбуса

Пояснение: Коэффициент полезного действия (КПД) троллейбуса - это величина, которая позволяет оценить эффективность преобразования энергии тока, потребляемого двигателем, в полезную механическую работу, выполненную троллейбусом. Формула для расчета КПД выглядит следующим образом:

КПД = (полезная работа / затраченная энергия) * 100%

Чтобы найти полезную работу, необходимо сначала рассчитать затраченную мощность, а затем умножить ее на время работы.

Затраченная мощность (P) рассчитывается как произведение напряжения (U), потребляемого током (I):

P = U * I

Потребляемая энергия (E) определяется как произведение мощности на время:

E = P * t

Половину потраченной энергии можно считать полезной работой:

полезная работа = E / 2

Теперь мы можем найти КПД, разделив полезную работу на затраченную энергию и умножив на 100%.

Дополнительный материал:
Масса троллейбуса = 12 тонн = 12000 кг
Начальная скорость = 36 км/ч = 10 м/с
Время = 10 сек
Напряжение = 500 В
Ток = 200 А
Коэффициент трения = 0,05
Ускорение свободного падения = 10 м/с²

Совет: Чтобы лучше понять КПД троллейбуса, полезно знать, что КПД всегда находится в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе КПД к 1, тем эффективнее преобразование энергии. Чтобы лучше понять расчеты, полезно знать основные формулы физики и уметь оперировать единицами измерения.

Задача на проверку: Каково значение коэффициента полезного действия троллейбуса, если его масса составляет 15 тонн, начальная скорость 30 км/ч, время движения 20 секунд, напряжение 600 В, потребляемый ток 250 А, коэффициент трения 0,04 и ускорение свободного падения 9,8 м/с²?

Предмет вопроса: Коэффициент полезного действия троллейбуса

Объяснение:
Коэффициент полезного действия (КПД) троллейбуса определяет, насколько эффективно используется передаваемая энергия при движении. Он вычисляется как отношение полезной работы, совершенной троллейбусом, к затраченной энергии.

Для начала определим полезную работу троллейбуса. В данной задаче, полезная работа - это изменение кинетической энергии троллейбуса. Масса троллейбуса равна 12 тонн, а скорость равна 36 км/ч. Переведем массу в килограммы и скорость в м/с:

Масса троллейбуса: 12 тонн = 12 000 кг
Скорость троллейбуса: 36 км/ч = 10 м/с (поскольку 1 км/ч = 0,277 м/с)

Для вычисления изменения кинетической энергии воспользуемся формулой:

Изменение кинетической энергии = (1/2) * масса * скорость^2

Изменение кинетической энергии = (1/2) * 12 000 * (10^2) = 600 000 Дж

Затраченная энергия можно вычислить, перемножив напряжение и ток:

Затраченная энергия = напряжение * ток * время

Затраченная энергия = 500 * 200 * 10 = 1 000 000 Дж

Теперь можно вычислить КПД:

КПД = (полезная работа / затраченная энергия) * 100%

КПД = (600 000 / 1 000 000) * 100% = 60%

Дополнительный материал:
Таким образом, коэффициент полезного действия троллейбуса составляет 60%.

Совет:
Для лучшего понимания вычислений, рекомендуется изучить основные формулы и понятия в физике, связанные с энергией и механикой. Практическое выполнение расчетов и проведение экспериментов помогут закрепить материал.

Упражнение:
Чтобы потренироваться в расчете КПД, решите следующую задачу:
Сколько полезной работы совершает автомобиль массой 1,5 тонны, если он разгоняется с постоянным ускорением 2 м/с² на расстояние 100 метров? Затраченная энергия равна 10 000 Дж. Вычислите КПД автомобиля.