Давайте поэтапно решим задачу.
Дано:
- КПД (коэффициент полезного действия) = 80% = 0,8
- Мощность (Р) = 40 кВт = 40 000 Вт
- Время работы (t) = 10 с
Нам нужно найти полезную работу — то есть работу, которую механизму удалось выполнить за это время.
Шаг 1. Найти surrendered work (полезную работу)
Работа рассчитывается по формуле:
[
A_{полезная} = P_{полезная} \times t
]
Но чтобы найти полезную работу, нужно понять, какая часть всей затраченной энергии идёт на выполнение полезной работы.
Шаг 2. Связать мощность, КПД и полезную мощность
Общая мощность, затрачиваемая механизмом, — это мощность, которая поступает на механизм, а не вся идёт на полезную работу.
Используем зависимость:
[
\text{КПД} = \frac{A_{полезная}}{A_{затратная}}
]
или
[
A_{полезная} = \text{КПД} \times A_{затратная}
]
Также:
[
A_{затратная} = P \times t
]
где ( P = 40,000,Вт ), ( t = 10,с ).
Шаг 3. Рассчитаем затраченную работу
[
A_{затратная} = 40,000,Вт \times 10,с = 400,000,Дж
]
Шаг 4. Рассчитаем полезную работу
[
A_{полезная} = \text{КПД} \times A_{затратная} = 0,8 \times 400,000,Дж = 320,000,Дж
]
Ответ:
Полезная работа, которую выполняет механизм, составляет (\boxed{320,000,Дж}).