В 1970-х годах были разработаны арамидные волокна, получившие название "кевлар". Этот материал в 5 раз прочнее стали, но при этом значительно легче алюминия( плотность алюминия 2,7 г/см³, а плотность кевлара 1,5 г/см³). В 2017 году совершил свой первый полёт пассажирский самолет МС-21 "Иркут", в конструкции которого использовался кевлар, что позволило сделать машину легче и прочнее. 1) В сколько раз масса крыла из алюминия будет больше массы аналогичного по размерам и конструкции крыла из кевлара? 2) На заводе изготовили два корпуса самолета один из алюминия, а второй из кевлара. Внешний объём у корпусов одинаковый. Во сколько раз объём использованного кевлара превышает объём использованного алюминия, если средняя плотность кевларового корпуса в 1,65 раз меньше средней плотности алюминиевого корпуса? ответ округлите до десятых

η ≈ 63%

Объяснение:

ДАНО

v = 2 м/с - скорость подъёма

m₁ = 3 т = 3000 кг - масса клети

m₂ = 5 т = 5000 кг - масса угля

НАЙТИ

η - ? - КПД подъёмника

РЕШЕНИЕ

Полезная работа равна кинетической энергии подъёма угля

А полез = Eк₂ = 0,5 m₂ · v²

Полная работа  равна кинетической энергии подъёма угля и клети

А полн = Eк₁₊₂ =  0,5 (m₁ + m₂) · v²

КПД подъёмника

η = (А полез : А полн)  · 100%

η = ( 0,5 m₂ · v²   :   0,5 (m₁ + m₂) · v²)  · 100%

η = (m₂ : (m₁ + m₂))  · 100%

η = (5000 : (3000 + 5000))  · 100% = 62.5% ≈ 63%

Для начала посчитаем объемы отсеков, заполненных газом до и после переворотов, учитывая объем ртути:
L1=0.6 м, L2=0.3 м
После переворотов:
L1'=0.54 м, L2'=0.36 м
Так как площадь сосуда постоянна, а для расчетов будем использовать закон Бойля-Мэриота, то площадь сечения сосуда сократится, запишем систему из двух уравнений Бойля-Мэриота для первого и для второго отсеков:
1)0.3po=0.54p'
2)0.6po=0.36(p'+pgh)
если состав трубки пребывает в спокойствии, то давление верхнего отсека равно давлению нижнего, исходя из простого равенства сил, тогда давление в нижнем отсеке равно сумме давлений верхнего отсека и столбика ртути. Разделим уравнения друг на друга и найдем таким образом p':
0.72p'=0.36pgh
p'=20 400Па
Тогда из первого уравнения несложно получить:
po=0.54*20400/0.3=36720Па