فیلم فیزیک 1 (رشته ریاضی) - بخش هفتم: توان و بازده | استاد محمد مهدی رفیعی

یک بالابر برقی در بالای ساختمانی نصب شده است و با بازده 40 درصد و توان الکتریکی \[50{\kern 1pt} kW\] تیرآهنی به جرم \[200{\kern 1pt} kg\] را در راستای قائم و با سرعت ثابت پایین می‌آورد. با چشم‌پوشی از اصطکاک و مقاومت هوا اگر تسمة این بالابر در ارتفاع 40 متری سطح زمین پاره شود، تیرآهن با چه سرعتی به زمین برخورد می‌کند؟

یک پمپ آب در هر دقیقه 4200 لیتر آب را تا ارتفاع 30 متر بالا کشیده و با سرعت $20\frac{m}{s}$ بیرون می‌ریزد. اگر بازدۀ پمپ 70 درصد باشد، توان مصرفی (ورودی) پمپ چند کیلووات است؟ ($g = 10\,\frac{N}{{kg}}$، چگالی آب 1000 کیلوگرم بر متر مکعب است.)

بیشینه توان اتومبیلی به جرم یک تن $۵۰۰$ اسب بخار می‌باشد. کمترین زمان لازم برای آنکه در یک جاده افقی تندی اتومبیل از تندی صفر به تندی $۱۴۴\frac{km}{h}$ برسد تقریباً چند ثانیه می‌باشد؟ «هر اسب بخار معادل $۷۵۰$ وات می‌باشد.»

اتاقک یک اسانسور خالی $۵۰۰\text{ }\!\!~\!\!\text{ }kg$ جرم دارد. این آسانسور خالی در طبقه پنجم شروع به حرکت می‌کند و پس از $۵s$ با تندی $۴\frac{m}{s}$ از طبقه دوم عبور می‌کند. توان متوسط موتور آسانسور بین طبقه پنجم تا دوم چند کیلو وات است؟ ($g=۱۰\frac{m}{{{s}^{۲}}}$ ̨ نیروی اتلافی را نادیده بگیرید و فاصله هر طبقه$۳m$ است.)

در خطوط انتقال توان الکتریکی برای رساندن انرژی الکتریکی به دستگاه مصرف کننده $۱۰$ درصد انرژی تلف می‌شود. توان مفید دستگاه مصرف کننده $۹۰kw$ است. اگر بازده دستگاه مصرف کننده $۵$ درصد باشد آنگاه توان الکتریکی ورودی خطوط انتقال چند $kw$ است؟