¿Cómo calcular la eficiencia mecánica en las escuelas secundarias? Será mejor que me des un ejemplo y me ayudes a resolverlo. . ¡Gracias a todos! ! !

(2010. Wuxi) El flujo de aire crea viento, que puede generar electricidad. Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía eólica (energía cinética del flujo de aire) en energía eléctrica. Sus componentes principales incluyen turbinas eólicas, cajas de cambios, generadores, etc. (en la foto). Cuando el viento genera electricidad, las palas de la turbina eólica son impulsadas por el viento, que impulsa al generador para generar electricidad. Una turbina eólica en algún lugar tiene su rotor mirando hacia el viento. Cuando la velocidad del viento es alta, la masa de aire que fluye hacia el área de rotación de las palas por segundo es de 7200 kg y la densidad del aire allí es de 1,2 kg/m3. Se sabe que la energía cinética del aire es proporcional a la masa de aire. La energía cinética (e) de 1 kg de aire a diferentes velocidades (V) se muestra en la siguiente tabla.

Inglés (J) 28183250

Voltios (m/s) 2 4 6 8 10

(1) Cuando la velocidad del viento es de 8 m/s, pasa a través de las aspas cada segundo ¿Cuál es el volumen de aire en el área de rotación? Si el poder calorífico del carbón es 3,2×107J/kg, ¿entonces la energía eólica obtenida por una turbina eólica de este tipo en 1 hora es equivalente a la energía interna generada por la combustión completa de varios kilogramos de carbón?

(2) Cuando la velocidad del viento es de 10 m/s, ¿cuánta masa de aire fluye hacia el área de rotación de las palas en 1 segundo? En este caso, si la turbina eólica puede proporcionar 5,4 × 104 J de energía eléctrica, ¿cuál es la eficiencia de esta turbina eólica para convertir la energía eólica en energía eléctrica?

(3) Los científicos creen que el dispositivo aerodinámico ideal debería construirse a una altitud de 4.600 a 10.000 m. ¿Cuál es la razón?

Respuesta: (1),

e viento = 32×7200×3600j = 8.2944×108j,

.

(2)

e viento = 50×9000J=4.5×105J,

(3) La altitud es 4600 m ~ 10000 m, y el viento es fuerte y estable.

(2010. Suqian) Un periodista informó: En el jardín botánico, vio a un anciano estirando la mano para recoger un trozo de madera de unos 3 m de largo y con un radio de aproximadamente 0,2 m, y lo levantó suavemente. sobre su cabeza para disfrutar feliz. Como se muestra en la Figura A, esta madera es la más liviana del mundo, con una densidad de 0,2 g/cm3 (g = 10 n/kg).

Calcule y responda si el informe anterior es cierto según los datos proporcionados en el artículo.

(2) Si la madera se coloca verticalmente sobre el suelo horizontal como se muestra en la Figura B, encuentre su presión sobre el suelo.

(3) Si el conjunto de poleas se muestra en la Figura; C se usa para mover la madera a una velocidad constante. Cuando se iza al automóvil, la fuerza de tracción F utilizada es 314 N. Encuentre la eficiencia mecánica del bloque de poleas.

Respuesta: (1)M =ρV =ψψR2H = 0.2×103kg/m3×3.14×(0.2m)2×3m = 75.36kg

Es imposible que un anciano levantar una masa de objetos de 75,36 kg y seguir divirtiéndose por encima. Ficticio

⑵G=mg=753.6N =6000Pa

(3) Colocar la h de madera de balsa a levantar, luego:

34 (2010. Shaoxing. ) Como se muestra en la imagen, es una grúa torre con un voltaje de funcionamiento de 380 voltios. Cuando la grúa levanta un peso de 500 kg y se eleva 20 metros a una velocidad de 1 m/s, la corriente de operación es de 18a; cuando la pluma gira horizontalmente y hace que el peso se mueva 16 metros en 8 segundos, la corriente de operación es de 5 A; .

(1) Si se alarga la pluma, la masa del contrapeso aumentará _ _ _ _ (escriba "aumento" o "disminución").

(2) Calcule el trabajo realizado por el cable de la grúa sobre el objeto pesado y la eficiencia de la grúa para convertir la energía eléctrica en energía mecánica (redondeando al 0,1%).

Respuesta: f = g = mg = 500kg×10n/kg = 5000n,

w tiene = fs = 5000n×20m = 1.0×105j,

w Electricidad = UIT = 380v×10a×20s+380v×5a×8s = 1,52×105j,

η=Wu/W Electricidad = 1,0×105j/(1,52×105j)= 65,8%.

7. (2010 Huanggang) Cuando se rescata un barco hundido en el fondo del mar, a menudo se utilizan robots submarinos para sumergirse en el agua y rescatar elementos del barco. Se sabe que ρ agua de mar = 1,03× 103kg/m3.

(1) ¿Cuál es la presión que ejerce sobre el robot el agua de mar a 70 m bajo el agua?

(2) En un momento determinado, el robot sostiene un objeto con un volumen de 0,02 m3 y una densidad de 2,7 × 103 kg/m3 bajo el agua. Encuentra el tamaño de este. fuerza.

(3) Si el robot se mueve bajo el agua, la relación entre la resistencia del agua de mar y la velocidad es como se muestra en la figura. Encuentre la potencia de propulsión horizontal del robot cuando el robot se mueve horizontalmente a una velocidad constante de 0,5 m. /s bajo el agua.

(1) Obtenido de la fórmula de presión del líquido p = P=ρgh,

p = GH = 1,03×103kg/m3×10N/kg×70m

P=7.2×105Pa

(2) Si un objeto está sujeto a una fuerza de equilibrio bajo el agua, entonces G = F flotar + F levantar.

Entonces F flotador = G - F litro = ρ material gV material - ρ agua de mar gV ​​material = 2,7×103kg/m3×10n/kg×0,02 m3-1,03×103kg/m3×10n.

= 334 Newtons

(3) Según la imagen, la resistencia del agua de mar es proporcional a la velocidad del robot. Cuando la velocidad de movimiento del robot es de 0,5 m/s, f=175N.

Cuando la máquina avanza a velocidad constante, la fuerza de propulsión horizontal del robot es f = f.

P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W

8. (2010 Jinhua) En marzo de 2010, los guerreros y caballos de terracota de Qin Shihuang, el tesoro nacional a gran escala, fueron expuesto en el Museo Provincial de Zhejiang. Cuando Xiao Hong lo visitó, descubrió que todos los guerreros y caballos de terracota estaban parados sobre un pedal cuadrado o rectangular, como se muestra en la Figura 16.

Para comprender los beneficios de este tipo de producción, recopiló datos relevantes de un guerrero de terracota de pie: peso (incluidos los pedales)

(1) ¿Cuál es la masa de este guerrero de terracota (incluidos los pedales)?

(2) Si los guerreros y los caballos de terracota se colocan verticalmente sobre el suelo horizontal, ¿cuál es la presión sobre el suelo?

(3) ¿Cuánto trabajo tiene que hacer la grúa para elevar a los guerreros y caballos de terracota hasta un stand de exposición de 0,5 metros de altura?

(1)m = G/G = 1600n/10N/kg = 160kg

(2)P = F/S = G/S = 1600n/1.6×10-2 m2 = 1×105 Pa

(3)W = FS = 1600n×0.5m = 8×103j