Vì sao công suất nâng người của thang cuốn phụ thuộc lượng người được đưa lên mỗi phút?

Giải thích nguyên lý

Nếu xét dòng người được nâng từ tầng thấp lên tầng cao, công suất cơ học hữu ích trung bình bằng tổng độ tăng thế năng chia thời gian. Số người đang nhìn thấy trên thang không phải đại lượng duy nhất; phải biết bao nhiêu khối lượng thực sự được đưa qua độ chênh cao trong thời gian đó. Phần máy chạy không tải và tổn hao cần tính riêng.

Ví dụ tính từng bước

Mô hình mỗi người 60 kg, thang đưa 5 người mỗi phút lên cao 3 m, g = 10 m/s². Mỗi người tăng thế năng 1800 J; trong một phút tổng tăng 9000 J. Công suất hữu ích trung bình là 9000/60 = 150 W. Nếu lưu lượng tăng gấp đôi với cùng khối lượng và độ cao thì phần công suất này thành 300 W.

Điểm dễ hiểu sai

150 W không phải khẳng định công suất điện của thang thật; nó chỉ là phần nâng dòng người trong mô hình. Không bỏ bước đổi phút sang giây.

Tự kiểm tra

Nếu mỗi phút nâng tổng khối lượng 600 kg lên 3 m, công suất hữu ích là 600 × 10 × 3/60 = 300 W.

Điều kiện áp dụng

Dòng người ổn định, tốc độ đầu và cuối như nhau, bỏ thay đổi động năng và xét riêng phần tăng thế năng người.

Đọc hình minh họa

Thang cuốn nghiêng nối hai tầng chênh 3 m, các hình người đi lên và đồng hồ một phút; minh họa 5 người tương ứng 9000 J mỗi phút. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Đọc nhãn công suất thiết bị để chọn dùng Thế năng trọng trường phụ thuộc mốc chọn thế nào