فیزیک

کار و انرژی

تألیفی

توان

81 جسمی به جرم $10 k g$ را روی سطح شیب‌داری با زاویۀ $37$ درجه و با تندی ثابت $8 \frac{m}{s}$ بالا می‌بریم. اگر ضریب اصطحکاک جنبشی بین جسم و سطح $0 / 5$ باشد، توان لازم برای انجام این کار چند وات است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ ‏، $\sin 37 ° = 0 / 6$ )

$200$
$400$
$600$
$800$

پاسخ: گزینۀ 4

چون جسم با تندی ثابت حرکت می‌کند نیروهایی که در راستای حرکت هستند یکدیگر را خنثی می‌کنند. در نتیجه:

\sin (37 °) = 0 / 6 \overset{6^{2} + 8^{2} = 10^{2}}{\to} \cos (37 °) = 0 / 8

F = f_{k} + m g \sin (37 °) = μ_{k} m g \cos (37 °) + m g \sin (37 °)

\Rightarrow F = (\frac{5}{10} \times 10 \times 10 \times \frac{8}{10}) + (10 \times 10 \times \frac{6}{10}) = 100 N

P = F v = 100 \times 8 = 800 W

تألیفی

توان

82 توان یک بالابر $5 k W$ و بازده آن $60$ درصد است. این بالابر جسمی به جرم $200 k g$ را در مدت $20 s$ چند متر بالا می‌برد؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ )

$10$
$20$
$30$
$40$

پاسخ: گزینۀ 3

P_{ورودی} = 5 k W = 5 \times 10^{3} W

R a = \frac{P_{خروجی}}{P_{ورودی}} \times 100

\frac{R a}{100} \times P_{ورودی} = \frac{m g h}{Δ t}

\Rightarrow \frac{60}{100} \times 5 \times 10^{3} = \frac{200 \times 10 \times h}{20}

\Rightarrow h = 30 m

تألیفی

توان

83 یک جرثقیل با توان $40 k W$ در هر دقیقه $600 k g$ بار را تا ارتفاع $100$ متری بالا می‌برد. بازده جرثقیل چند درصد است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ )

$40$
$20$
$35$
$25$

پاسخ: گزینۀ 4

P_{ورودی} = 40 k W = 40 \times 10^{3} W

P_{خروجی} = \frac{m g h}{Δ t} = \frac{600 \times 10 \times 100}{60} = 10000 W

R a = \frac{P_{خروجی}}{P_{ورودی}} \times 100 = \frac{10 \times 10^{3}}{40 \times 10^{3}} \times 100 = 25

تألیفی

توان

84 یک تلمبه با بازده $80$ درصد در هر ثانیه $50$ لیتر آب به چگالی $1000 \frac{k g}{m^{3}}$ را تا ارتفاع $20$ متری بالا می‌برد. این تلمبه در مدت $2$ دقیقه چند کیلو ژول انرژی تلف می‌کند؟

$100$
$150$
$200$
$300$

پاسخ: گزینۀ 2

بازده

80

درصد است یعنی

20

درصد انرژی ورودی تلف می‌شود:

V = 50 L = 50 \times 10^{- 3} m^{3}

ρ = \frac{m}{V} \Rightarrow m = ρ V = 10^{3} \times 50 \times 10^{- 3} = 50 k g

P_{خروجی} = \frac{m g h}{Δ t} = \frac{50 \times 10 \times 20}{1} = 10 \times 10^{3} W

R a = \frac{P_{خروجی}}{P_{ورودی}} \times 100 \Rightarrow P_{ورودی} = \frac{100}{R a} \times P_{خروجی}

\Rightarrow P_{ورودی} = \frac{100}{80} \times 10000 = 12500 W

انرژی تلف شده = \frac{20}{100} \times 12500 = 2500 J

مقدار بالا انرژی تلف شده در هر ثانیه است در نتیجه انرژی تلف شده در

2

دقیقه برابر است با:

120 \times 2500 = 300000 J = 300 k J

تألیفی

توان

85 ماشین $A$ در هر ساعت $40 k J$ انرژی دریافت می‌کند و $36 k J$ کار مفید انجام می‌دهد. در مقابل ماشین $B$ در هر ثانیه $2 k J$ انرژی دریافت می‌کند و $500 J$ کار مفید انجام می‌دهد. توان و بازده ماشین $A$ در مقایسه با ماشین $B$ به ترتیب از راست به چپ ............ و ............ است.

کمتر _ کمتر
بیشتر _ بیشتر
بیشتر _ کمتر
کمتر _ بیشتر

پاسخ: گزینۀ 4

P_{{خروجی}_{A}} = \frac{36000}{3600} = 10 W

P_{{خروجی}_{B}} = \frac{500}{1} = 500 W

\Rightarrow P_{{خروجی}_{A}} < P_{{خروجی}_{B}}

R a_{A} = \frac{36000}{40000} \times 100 = 90

R a_{B} = \frac{500}{2000} \times 100 = 25

\Rightarrow R a_{A} > R a_{B}

تجربی 98

توان

86 یک پمپ آب در هر ساعت $252$ تن آب را تا ارتفاع $12$ متر بالا می‌کشد. اگر بازده پمپ $80$ درصد باشد، توان پمپ چند کیلو وات است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ )

$7 / 5$
$8$
$8 / 4$
$10 / 5$

پاسخ: گزینۀ 4

m = 252 \times 10^{3} k g, Δ t = 1 h = 3600 s

R a = \frac{P_{خروجی}}{P_{ورودی}} \times 100 \Rightarrow P_{ورودی} = P_{خروجی} \times \frac{100}{R a}

P_{خروجی} = \frac{W}{Δ t} = \frac{m g h}{Δ t}

\Rightarrow P_{ورودی} = \frac{252 \times 10^{3} \times 10 \times 12}{3600} \times \frac{100}{80} = 10 / 5 k W

ریاضی 99

توان

87 پمپ آبی در هر دقیقه $3$ متر مکعب آب رودخانه‌ای را به نقطه‌ای منتقل می‌کند که ارتفاع آن تا سطح آب رودخانه $24$ متر است. اگر توان ورودی پمپ $20$ کیلو وات باشد، بازده پمپ چند درصد است؟ ( $g = 10 \frac{m}{s^{2}}$ و $ρ_{آب} = 1 \frac{g}{c m^{3}}$ )

$70$
$60$
$40$
$30$

پاسخ: گزینۀ 2

ρ_{آب} = 1 \frac{g}{c m^{3}} = 10^{3} \frac{k g}{m^{3}}, m = ρ V = 10^{3} \times 3

P_{خروجی} = \frac{m g h}{Δ t} = \frac{3 \times 10^{3} \times 10 \times 24}{60} = 12000 W

R a = \frac{P_{خروجی}}{P_{ورودی}} \times 100 = \frac{12000}{20000} \times 100 = 60

تجربی 1400

توان

88 یک ماشین بالابر، برای بالا بردن وزنه‌ای به جرم $50 k g$ تا ارتفاع معینی از سطح زمین $2000 J$ انرژی مصرف می‌کند. اگر این وزنه از ارتفاع فوق بدون سرعت اولیه در شرایط خلأ رها شود، با تندی $8 \frac{m}{s}$ به زمین می‌رسد. بازده این ماشین چند درصد است؟ ( $g = 10 \frac{N}{k g}$ )

$55$
$60$
$75$
$80$

پاسخ: گزینۀ 4

انرژی ورودی = 2000 J

انرژی خروجی = \frac{1}{2} m (v_{2}^{2} - v_{1}^{2}) = \frac{1}{2} \times 50 \times 8^{2} = 1600 J

R a = \frac{انرژی ورودی}{انرژی خروجی} \times 100 \Rightarrow R a = \frac{1600}{2000} \times 100 = 80 %

قبلی
صفحه 9 از 9

بعدی

×

اندازه‌گیری
کار و انرژی
ویژگی‌های ماده
گرما
ترمودینامیک
الکتریسیته ساکن
جریان الکتریکی و مدار
مغناطیس
القای الکترومغناطیسی
حرکت شناسی
دینامیک
نوسان و موج
برهم کنش‌های موج
فیزیک اتمی
فیزیک هسته‌ای
مفاهیم ریاضی

حمایت مالی

حمایت مالی داوطلبانه و اختیاری

فیزیک

جستجوی درسنامه

جستجوی پیشرفتۀ تست

حمایت مالی