Для решения этой задачи нам необходимо вычислить работу, которую совершает шагающий экскаватор при подъеме грунта и ковша на заданную высоту.
Дано:
- Объем грунта: \(V = 14 \, \text{м}^3\)
- Высота подъема: \(h = 20 \, \text{м}\)
- Вес ковша без грунта: \(F = 20 \, \text{kN} = 20,000 \, \text{Н}\)
- Плотность грунта: \(\rho = 1500 \, \text{кг/м}^3\)
1. Расчет работы по подъему грунта:
Сначала найдем массу грунта, который поднимает экскаватор: \[ m = \rho \cdot V = 1500 \, \text{кг/м}^3 \times 14 \, \text{м}^3 = 21,000 \, \text{кг} \]
Для вычисления работы \(A\) по подъему грунта воспользуемся формулой: \[A = F \cdot h \cdot g\]
где:
- \(g\) - ускорение свободного падения, \(g = 9.81 \, \text{м/с}^2\).
Подставляем известные значения: \[A = 21,000 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 20 \, \text{м} = 4,116,600 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа, совершаемая при подъеме грунта составляет 4,116,600 Дж.
2. Расчет работы по подъему ковша:
Для вычисления работы \(B\) по подъему ковша можно воспользоваться тем же уравнением: \[B = F \cdot h \cdot g\]
Подставляем известные значения: \[B = 20,000 \, \text{Н} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 20 \, \text{м} = 3,924,000 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа, совершаемая по подъему ковша, составляет 3,924,000 Дж.
Итоговый ответ:
- Работа при подъеме грунта: 4,116,600 Дж
- Работа при подъеме ковша: 3,924,000 Дж.