Hvad er effekten af ​​en elektrisk motor, der løfter en 2,0 kg blok 15 meter lodret på 6,0 sekunder?

For at beregne den elektriske motors udgangseffekt skal vi bestemme mængden af ​​arbejde, der udføres af motoren ved at løfte blokken lodret og derefter dividere den med den tid, det tager.

Arbejdet udført \(W\) ved at løfte blokken er givet ved:

$$W =Fd \cos \theta $$

Hvor \(F\) er den kraft, der kræves for at løfte blokken, \(d\) er den lodrette forskydning, og \(\theta\) er vinklen mellem kraften og forskydningen.

I dette tilfælde er den kraft, der kræves for at løfte blokken, lig med dens vægt:

$$F =mg =(2,0 \text{ kg})(9,8 \text{ m/s}^2) =19,6 \text{ N}$$

Substitution af de givne værdier i ligningen:

$$W =(19,6 \text{ N})(15 \text{ m}) \cos 0° =294 \text{ J}$$

Nu kan vi beregne effekten \(P\) ved at dividere det udførte arbejde med den tid, det tager:

$$P =\frac{W}{t} =\frac{294 \text{ J}}{6.0 \text{ s}} =\boxed{49 \text{ W}}$$

Derfor er elmotorens udgangseffekt 49 W.