Vì sao nâng hàng nhanh gấp đôi không nhất thiết tiết kiệm một nửa năng lượng?

Giải thích nguyên lý

Nâng cùng tải lên cùng độ cao làm tăng thế năng như nhau. Thực hiện nhanh hơn làm công suất trung bình hữu ích lớn hơn, nhưng không tự làm công hữu ích nhỏ đi. Điện năng đầu vào còn phụ thuộc hiệu suất từng chế độ vận hành.

Ví dụ tính từng bước

Tải 20 kg lên 3 m, g = 10 m/s², cần công hữu ích 600 J. Nâng trong 6 s cho công suất hữu ích 100 W; trong 3 s là 200 W. Nếu hiệu suất đều 75%, cả hai lượt cần 600/0,75 = 800 J đầu vào.

Điểm dễ hiểu sai

Không lấy công suất cao nhân lại với thời gian cũ, cũng không đồng nhất nhanh hơn với tốn ít năng lượng hơn. Chỉ so khi đầu cuối cùng trạng thái.

Tự kiểm tra

Nếu động cơ nhanh hơn nhưng hiệu suất chỉ 60% thì năng lượng đầu vào là 1000 J, lớn hơn lượt 75%.

Điều kiện áp dụng

Không xét giới hạn khởi động và an toàn máy nâng; các giá trị hiệu suất là giả định, không đặc tính chung của động cơ.

Đọc hình minh họa

Hai máy nâng cùng tải lên cùng độ cao, một lượt 6 s và một lượt 3 s; phần tăng thế năng bằng nhau. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Riêng đồ thị và bài 0100 đọc theo số liệu ghi trên hình.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Định lí động năng liên hệ tổng công ra sao