>> 自然の科学 >  >> 物理

120ボルトの電流を備えたモーターで、毎秒10メートルで質量を持ち上げることができ、20アンペアを出しますか?

ユニットと関連する概念に注意する必要があることを念頭に置いて、この問題にアプローチする方法は次のとおりです。

概念を理解する

* パワー: エネルギーが伝達または使用される速度。 ワット(w)で測定。

* 電力: 電圧(v)および電流(i)の積として計算されます。

* 機械的パワー: 作業が行われるレート。 ワット(w)で測定。

* 作業: 距離にわたって力が加えられました。ジュール(j)で測定。

* 力: ニュートン(n)で測定されたオブジェクトのプッシュまたはプル。

* 質量: キログラム(kg)で測定されたオブジェクトの物質の量。

* 重力による加速(g): 9.8 m/s²(ほぼ)

計算

1。電力の計算:

* POWER(P)=電圧(V) *電流(i)

* P =120 V * 20 A =2400 W

2。効率を考慮してください:

*実際のモーターは100%効率的ではありません。彼らは熱と摩擦のためにいくらかのエネルギーを失います。 80%の合理的な効率を想定しましょう(モーターの仕様に基づいてこれを調整できます)。

*機械的パワー(P_MECH)=効率 *電力

* p_mech =0.80 * 2400 w =1920 w

3。機械的なパワーを持ち上げに関連付ける:

*機械的パワー(p_mech)=force(f) * velocity(v)

*私たちは、質量を持ち上げるのに必要な力を見つけたいです。

4。持ち上げるのに必要な力:

* f =p_mech / v =1920 w / 10 m / s =192 n

5。質量:

*力(f)=質量(m) *重力による加速(g)

* m =f / g =192 n / 9.8 m /s²≈19.6kg

回答:

これらの仕様を備えたモーターは、80%の効率性を想定して、理論的には約 19.6 kg の質量を持ち上げることができます 毎秒10メートルの速度で。

重要な考慮事項:

* 現実世界の制限: モーターには、トルク、速度、出力に制限があります。 上記の計算では、理想的な条件を想定しています。

* 効率: 運動効率は大きく異なります。 実際の効率については、常にモーターの仕様を参照してください。

* 安全性: モーターを使用して荷物を持ち上げる際には、安全因子を考慮することが重要です。 常に適切な安全装置とテクニックを使用してください。

  1. 共鳴構造はどのように異なりますか?
  2. 最も長い距離で最も効果的な普遍的な力は?
  3. バウンスボールは単純な高調波運動の例ですか?
  4. 普遍的な軍隊のどれが最も弱いですか?
  5. 飛行機のしくみ
  6. ウィーンの変位法則