Чтобы определить, какой груз может поднять подъемный кран, нужно использовать формулу для расчета работы и мощности. Мощность ( P ) связана с работой ( A ) и временем ( t ) через формулу:
[ P = \frac{A}{t} ]
Работа, совершаемая при подъеме груза, равна произведению силы, действующей на груз, и высоты, на которую он поднимается. Сила в данном случае — это вес груза, который равен произведению массы ( m ) и ускорения свободного падения ( g ). Таким образом, работа ( A ) выражается как:
[ A = m \cdot g \cdot h ]
где:
- ( m ) — масса груза в килограммах,
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно ( 9.81 \, \text{м/с}^2 )),
- ( h ) — высота подъема (20 м в данном случае).
Теперь мы можем связать мощность, работу и время:
[ P = \frac{m \cdot g \cdot h}{t} ]
Выразим массу ( m ) из этой формулы:
[ m = \frac{P \cdot t}{g \cdot h} ]
Подставим в формулу известные значения:
- ( P = 8 \, \text{кВт} = 8000 \, \text{Вт} ),
- ( t = 3 \, \text{мин} = 180 \, \text{с} ),
- ( g = 9.81 \, \text{м/с}^2 ),
- ( h = 20 \, \text{м} ).
Теперь рассчитаем массу:
[ m = \frac{8000 \, \text{Вт} \cdot 180 \, \text{с}}{9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 20 \, \text{м}} ]
[ m = \frac{1440000 \, \text{Нм}}{196.2 \, \text{Нм/кг}} ]
[ m \approx 7336.7 \, \text{кг} ]
Таким образом, подъемный кран с мощностью 8 кВт может поднять груз массой примерно 7336.7 кг на высоту 20 м за 3 минуты.