Коэффициент полезного действия механизмов

6.8.1. Подъемный кран приподнял рельс, лежащий горизонтально на земле, за один конец в течение 3 с. Определите полезную работу, если масса рельса 1000 кг, а скорость поднятия его 30 м/мин.

6.8.2. Подъемник, приводимый в движение мотором мощностью 200 кВт, поднимает землю массой 180 т на высоту 100 м за 25 мин. Определите КПД подъемника.

6.8.3. Двигатель насоса, развивая мощность 25 кВт, поднимает 100 м³ нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найти КПД установки.

6.8.4. Ленточным транспортером при погрузке железнодорожного вагона подается уголь на высоту 5 м. Транспортер приводится в действие электродвигателем мощностью 2,2 кВт. Определите время, в течение которого транспортер загрузит вагон углем. Грузоподъемность вагона 60 т. Коэффициент полезного действия механизма транспортера 0,75.

6.8.5. При помощи системы блоков груз массой 240 кг поднимается на высоту 0,5м. Конец веревки, к которому приложена сила 500 Н, при этом переместился на 3 м. Определить коэффициент полезного действия системы.

6.8.6. Груз массой 150 кг поднимают с помощью подвижного блока, КПД которого 75%. Какова масса блока, если трением в блоке можно пренебречь?

6.8.7. При помощи подвижного блока равномерно поднимают груз, прикладывая к концу веревки силу 100 Н. Определите силу трения, если масса самого блока равна 2 кг, а масса груза 16,5 кг. Какова будет полезная и затраченная работа и КПД установки, если высота подъема груза 4 м?

6.8.8. Высота наклонной плоскости равна 1,2 м, а длина 10,8 м. Для подъема по этой наклонной плоскости груза массой 180 кг потребовалась сила 250 Н. Определите КПД наклонной плоскости и силу трения.

6.8.9. КПД наклонной плоскости равен 80%. Какова длина этой плоскости, если ее высота 40 см и для поднятия груза массой 50 кг требуется прикладывать силу 50 Н? Чему равна сила трения при подъеме груза?

6.8.10. Найдите КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.

6.8.11. Чему равен КПД гидравлической машины, если для подъема груза массой 1,2 т необходимо прикладывать к меньшему поршню силу 160 Н? Площади поршней равны 5 см² и 500 см².

6.8.12. При помощи гидравлического пресса нужно поднять груз массой 1·10⁵ кг. Определите число ходов малого поршня за 1 мин, если за один ход он опускается на 20 см. Мощность двигателя при прессе 3,68 кВт, КПД пресса 75%. Отношение площадей поршней 0,01.

6.8.13. При помощи системы, состоящей из одного неподвижного и одного подвижного блоков, поднимают груз 2,4 кН на высоту 4 м силой 1,5 кН. Определите коэффициент полезного действия системы.

6.8.14. С помощью системы подвижный – неподвижный блок поднимают груз массой 50 кг на высоту 10 м за 0,5 минуты. Как велика полезная мощность, развиваемая системой? Какова величина всей совершенной работы, если КПД равен 90%.

6.8.15. Груз весит 100 Н. Определите: 1) Какую силу надо приложить к концу веревки в точке А (рис. 228), чтобы равномерно поднять груз на некоторую высоту, если не учитывать трения и веса блоков? 2) Какую силу надо приложить в точке А, если сила трения в каждом из блоков одинакова и равна 0,25 Н? 3) На какую высоту поднимется груз, если блок 3 поднялся на высоту 1 м? 4) Какую мощность надо развить силой, действующей в точке А, чтобы груз поднялся на высоту 0,25 м, если подъем длился 1 с (без учета трения)? 5) Чему равен КПД установки?

6.8.16. Определите КПД установки (рис. 229). Масса груза 360 кг, длина наклонной плоскости 4,5 м; высота 1,5 м; сила трения в блоках составляет 50 Н, сила трения между грузом и наклонной плоскостью — 1,65 кН.

6.8.17. С помощью двойного блока груз массой 40 кг был поднят на высоту 2 м. Используя рисунок 230, определите коэффициент полезного действия подъемного устройства, если известно, что к веревке была приложена сила величиной 0,1 кН.

6.8.18. Груз поднимают с помощью системы блоков, изображенной на рисунке 231. КПД каждого блока 90%. Каков КПД системы?

6.8.19. Электромотор, имеющий КПД 90%, приводит в действие насос, КПД которого составляет 60%. Каков КПД всей установки в целом?

6.8.20. Почему в принципе невозможен двигатель с КПД более 100%?